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光电传感与系统设计 实 验 讲 义 靳 龙 编 张兴强 审 湖北汽车工业学院 光电类传感器安全基本事项 传统电学类电磁传感器测量是研究电流、电压、电阻、电容、电感、频率等电路参量和力学量、光学量、热学量及其它电磁量之间关和技术的一门科学，是光电传感实验课的主要内容之一。由于电磁测量具有仪器灵敏度高、测试范围宽、滞后小、响应快等优点，特别适用于迅变和动态过程的测试与记录。许多非电量都可以转化为电测，因而在现代生产、科学研究中广泛应用。 由于电磁测量系统较为复杂，特别是各种电源的带电操作，若测试过程稍有不慎，极易酿成人身安全和设备事故。为此，做传统电学类电磁传感器时，必须先对常用的仪器有所了解，同时必须严格遵守有关安全操作规程和制度，绝不可掉以轻心并注意以下事项： 1．按线路图从电源负极开始（正极在最后检查完线路后再连接），以顺时针方向一层一层向外扩展。或者先接主回路，再连接分回路。 2．接好线路后自己先检查一遍，然后必须由指导教师复查线路。 3．预置安全位置：检查电源电压旋钮和电流旋钮是否调在最低或最小位置，滑线变阻器滑动端是否置于合适点，电阻箱是否已放到预估的阻值等。 4．接通电源，开始实验。 5．实验完毕，先关闭电源，经指导教师检查实验数据并签字后，再拆去线路，仪器按要求归位放置。 光学类传感器安全基本事项 光纤是一门应用性极强的基础学科。在光学类光纤传感器实验中，实验者通过对光学仪器的调整、对外界力、热、光、电等物理量甚至化学量通过光纤传输进而达到检测的观察和记录，学习和掌握光纤传感器的基本方法与基本知识。 光纤传感仪器是比较精密的仪器，其核心部分是它的光学元件，这些元件大部分是玻璃制品，如光纤、棱镜、分划板等。它们的光学表面经过精细抛光，有些表面还镀有膜层，因此，实验时必须严格遵守以下操作规程： 1．光学元件易损，必须在详细了解仪器的使用方法和操作要求后才可以使用仪器。使用时要耐心细致，动作要轻、慢、缓，不准强拉硬扳，严禁私自拆卸仪器。 2．轻拿、轻放，勿使仪器或光学元件受到冲击或震动，更要避免跌落到地面。光学元件使用完毕，应立即放回原处并加罩；长期不用的，应放回带有干燥剂的木箱内，防止沾染灰尘。 3．在暗室中应先熟悉各种仪器用具的安放位置。在黑暗环境下摸索仪器时，手应贴着桌面缓慢移动，以免碰倒或带落仪器。 4．保护好光学元件的光学表面，不能用手触及光学表面。若发现光学表面有灰尘，可用专用软毛刷或镜头纸轻轻擦去，但不要加压擦拭，更不准用手帕、普通纸片、衣服等擦拭；如果光学表面有汗渍、指纹等，用干净的脱脂棉花蘸上清洁的溶剂（酒精、乙醚等），轻轻地将污渍擦去（镀膜面的处理应由实验室人员进行，学生不得触碰或擦拭镀膜面）。 5．使用激光光源时切不可直视激光束，以免灼伤眼睛。 6．对于光学仪器中机械部分应注意添加润滑剂，以保持各部分转动灵活自如，平稳连续，并注意防锈，以保持仪器外貌光洁美观。 目 录 TOC \o 1-3 \u 实验一 光纤温度传感器 11 实验二 光纤烟雾报警器 19 实验三 光电透过率测量系统设计实验....................................................................24 实验四 PSD位置传感器实验………………………………………………………29 实验五CCD驱动电路和特性测试…………………………………………………31 实验1 光纤温度传感实验 【产品介绍】 通常按光纤在传感器中所起的作用，将光纤传感器分成功能型（称为传感型）和非功能性(传光型，结构型)两大类。功能型光纤传感器大多数使用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光作用，而且有是传感器的敏感元件，但这类传感器在技术制造上难度较大，结构较为复杂，且调试困难。 传感型光纤传感器中，光纤本身同时起传光作用和传感作用。传感型光纤传感器也包含强度调制型光纤传感器的基本原理，是待测物理量引起光纤中传输光强变化，通过检测光强I的变化实现对待测物理量的测量。强度调制的特点是简单，可靠，经济。强度调制方式很多，大体可分为：1反射式强度调制2投射式强度调制3吸收系数强度调制4折射率强度调制5光模式强度调制。强度调制型光纤传感器的特点是结构简单，可靠。 目前，消防上的火灾报警有两种方式;1火灾前温度升高·通过对温度的探测来实现对火灾的监控；2火灾前产生烟雾，通过对烟雾的探测来实现对火灾的监控。 光纤火灾报警传感系统中的光纤温度传感器通过对周围温度测量与记录，当环境温度到达设定阈值时产生声光报警，光纤烟雾传感器对周围烟雾浓度测量，当环境烟雾浓度到达设定阈值时产生声光报警。 该实验系统重点研究光纤传感器的结构特点，原理，光路调整方法，光纤传感的制作及电路设计，ARM单