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　　1 引言
　　光纖微彎傳感器是利用光纖彎曲變形引起纖芯或包層中傳輸的光載波強度變化這一原理制成的全光纖型傳感器。它是1980年J．N．Fields和J．H．Cole首次提出的，已經廣泛用于力、應變、位移、液位和溫度等的檢測。本文設計了一種差動式光纖微彎傳感器，不僅可以用于測量拉(壓)力、位移、應力、應變等的大小，還可以判斷其方向，并對該傳感器的特性進行了實驗研究。

　　2 差動式光纖微彎傳感器原理

    傳統的光纖微彎傳感器一般只能測量力、位移、應力、應變等的大小，無法知道這些參量的方向。為此，本文設計了一種差動式光纖微彎傳感器，其結構如圖1所示。具體結構是在兩個骨架上分別固定安裝兩個變形齒，不同骨架上的兩個變形齒相對放置構成變形齒對，形成兩個光纖變形裝置。兩根光纖分別置于兩對微彎變形齒對的齒間隙中。通過增加了彈性裝置、變形齒限位和光纖定位槽，大大改善了差動式光纖微彎傳感器的性能，并且使用簡單。設計變形齒的移動位置限位，是防止光纖被夾斷。

    調整兩個骨架相對位置使光纖預先彎曲。兩個骨架相對移動時，一根光纖彎曲程度加劇，光功率損耗增加，另一根光纖的彎曲程度減弱，光功率損耗減小，構成差動式結構。其特點是，本差動式光纖微彎傳感器不僅靈敏度是單一傳感器靈敏度的兩倍，而且可以確定拉(壓)力、應力、應變、位移、加速度的方向以及溫度的增加或減小。

　　3 差動式光纖應變傳感器

    首先，將傳感器固定安裝在鋁片上，利用萬能實驗儀對鋁條進行拉伸測試，進行應變的測量，實驗結果如圖2。實驗所使用的光源為LED。

　　4 差動式光纖微彎位移傳感器

　　實驗中，設定某一初始位置，使得兩根光纖的輸出光強相等。調節位移器，分別對平衡位置左右進行位移測量，當為正方向位移時，隨著位移的增加，光纖A的光強增加，光纖B的光強減弱；當為負方向位移時，光纖B的光強增加，光纖A的光強減弱。測量時，始終是一支光纖的光強增加，另一支光纖的光強減弱，構成差動式。根據兩根光纖的電壓變化，不僅可以判斷其位移的大小，還可以通過輸出的正負判斷方向。

　　5 結 論

    從以上研究可以看出，差動式光纖微彎傳感器的靈敏度是單一傳感器靈敏度的兩倍，而且可以測量拉(壓)力、應力、應變、位移、加速度的大小和方向，或者判斷溫度的增加或減小。光纖微彎傳感器由于屬于強度調制，測試技術比較簡單，光纖微彎傳感器元件易于制作，可以較快地投入使用，而且具有成本較低的特點。