4.4 光纤传感器（同步练习）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

任务4.4 光纤传感器 同步练习 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、包层外面涂有涂料 (即保护层),其作用是保护光纤不受损害，增强机械强度，保护层折射率远远大于包层材料 折射率。这种结构能将光波限制在 中传输。 2、光纤之所以能进行光信息的传输，是因为利用了光学上的全反射原理，即入射角大于全反射的临界角的光都能在纤芯和包层的界面上发生全反射，反射光仍以同样的角度向对面的界面入射，这样光将在 反复地发生全反射而进行传输。 3、附加装置主要是一些机械部件，它随 而变化。 4、功能型光纤传感器是利用光纤本 身的特性随 发生变化的一种光纤传感器。 5、传光型光纤传感器是利用其他敏感元件来感受被测量变化的一种光纤传感器， 它仅起传输光信号的作用，所以也称为 。 二、简答题： 1、简述光纤传感器的特点。 2简述光纤的结构。 3、简述光纤传感器的原理。 4、简述光纤的分类。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 任务4.4 光纤传感器 同步练习答案及解析 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上） 1、包层外面涂有涂料 (即保护层),其作用是保护光纤不受损害，增强机械强度，保护层折射率远远大于包层材料 折射率。这种结构能将光波限制在 中传输。 【答案】纤芯 2、光纤之所以能进行光信息的传输，是因为利用了光学上的全反射原理，即入射角大于全反射的临界角的光都能在纤芯和包层的界面上发生全反射，反射光仍以同样的角度向对面的界面入射，这样光将在 反复地发生全反射而进行传输。 【答案】光纤的界面之间 3、附加装置主要是一些机械部件，它随 而变化。 【答案】被测参数的种类和测量方法 4、功能型光纤传感器是利用光纤本 身的特性随 发生变化的一种光纤传感器。 【答案】被测量 5、传光型光纤传感器是利用其他敏感元件来感受被测量变化的一种光纤传感器， 它仅起传输光信号的作用，所以也称为 。 【答案】非功能型光纤传感器 二、简答题： 1、简述光纤传感器的特点。 【答案】光纤传感器具有以下一些特点：①不受电磁场的干扰。当光信息在光纤中传输时，它不会 与电磁场发生作用，因而信息在传输过程中抗电磁干扰能力很强，使其特别适合于电力系统。 ②绝缘性能高。光纤是不导电的非金属材料，其外层的涂覆材料硅胶也不导电，因而光纤绝缘 性能高，可很方便地测量带高压电设备的各种参数。③防爆性能好，耐腐蚀。由于在光纤内部 传输的是能量很小的光信息，不会产生火花、高温、漏电等不安全因素，因此光纤传感器的安 全性能好。光纤传感器适合于有强腐蚀性对象的参数测量。④导光性能好。对传输距离较短的 光纤传感器来说，其传输损耗可忽略不计，利用这一特性制成了锅炉火焰监测器监视其火焰的 状态。⑤光纤细而柔软，可制成非常小巧的光纤传感器用于测量特殊对象及场合的参数。 2简述光纤的结构。 【答案】光纤一般为圆柱形结构，由纤芯、包层和保护层组成。纤芯由石英玻璃或塑料拉成，位于 光纤中心，直径为5～75μm。纤芯外是包层，有一层或多层结构，总直径在100～200μm 左 右，包层材料一般为纯SiO₂ 中掺微量杂质，其折射率略低于纤芯折射率。包层外面涂有涂料 (即保护层),其作用是保护光纤不受损害，增强机械强度，保护层折射率远远大于包层材料 折射率。这种结构能将光波限制在纤芯中传输。 3、简述光纤传感器的原理。 【答案】纤传感器是以光学量转换为基础，以光信号为变换和传输的载体，利用光导纤维输送光 信号的一种传感器。光纤传感器主要由光源、光导纤维(简称光纤)、光检测器和附加装置等 组成。光源种类很多，常用光源有钨丝灯、激光器和发光二极管等。光纤很细，柔软，可弯 曲，是一种透明的能导光的纤维。光纤之所以能进行光信息的传输，是因为利用了光学上的全 反射原理，即入射角大于全反射的临界角的光都能在纤芯和包层的界面上发生全反射，反射光 仍以同样的角度向对面的界面入射，这样光将在光纤的界面之间反复地发生全反射而进行传 输。附加装置主要是一些机械部件，它随被测参数的种类和测量方法而变化。 4、简述光纤的分类。 【答案】按光纤的作用，光纤传感器可分为功能型和传光型两种。功能型光纤传感器是利用光纤本 身的特性随被测量发生变化的一种光纤传感器。例如，将光纤置于声场中，则光纤纤芯的折射 率在声场作用下发生变化，将这种折射率的变化作为光纤中光的相位变化检测出来，就可