四种常见的光纤传感器及选型依据介绍

　　光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器，它可以适应各种恶劣的气象环境，无需额外的电源就可以长途传输。随着传感器不断朝着精准、灵敏小巧的方向发展，光纤传感器作为新生成员越来越受青睐。为增进大家对光纤传感器的认识，Ameya就来为大家介绍一下吧！

　　(1)光纤陀螺

　　光纤陀螺按原理可分为干涉型、谐振型和布里渊型，是三代光纤陀螺的代表。21世纪初，第一代干涉光纤陀螺技术成熟，适合批量生产和商业化。第二代谐振光纤陀螺还处于实验室研究向实用化发展的阶段。第三代布里渊型仍处于理论研究阶段。

　　根据采用的光学元件，光纤陀螺结构有三种实现方法：小分立元件系统、全光纤系统和集成光学元件系统。21世纪初，分离光学元件技术基本退出。全光纤系统用于低精度、低成本的开环光纤陀螺。由于工艺简单，整体重复性好，成本低，集成光学器件陀螺在高精度光纤陀螺中非常流行，是其主要实现方法。

　　(2)光纤光栅传感器

　　光纤布拉格光栅传感器是国内外光纤传感器领域的研究热点之一。传统光纤传感器基本可分为光强型和干涉型两种类型。光强传感器的缺点是光源不稳定，光纤损耗和探测器容易老化。干涉传感器要求两种干涉光的光强相同，因此需要固定参考点，使应用不方便。21世纪初开发的以光纤布拉格光栅为主的光纤光栅传感器可以避免上述两种情况，其传感信号为波长调制，复用能力强。光纤光栅传感器是建筑健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测中最理想的灵敏元件。光纤光栅传感器广泛应用于地球动力学、航天器、电力工业和化学传感器。

　　(3)光纤电流传感器

　　随着电力工业的快速发展，电力传输系统的容量不断增加，运行电压等级越来越高，电流越来越大，很难测量，这显示了光纤电流传感器的优点。在电力系统中，传统的用于测量电流的传感器是基于电磁感应的，存在以下缺点：易爆炸甚至灾难性事故;大故障电流会引起铁芯磁饱和;铁芯共振效应;频率响应慢;测量精度低;信号易受干扰;体积重量大、价格昂贵等，难以满足新一代数字电网的发展需求。此时，光纤电流传感器应运而生，应用广泛。

　　(4)光纤水听器

　　光纤水听器主要用于测量水下声信号，通过高灵敏度光纤相干检测将水声信号转换为光信号，并通过光纤传输到信号处理系统进行识别。与传统水听器相比，光纤水听器具有灵敏度高、响应带宽宽、无电磁干扰等特点。广泛应用于军事、石油勘探、环境检测等领域，具有巨大的发展潜力。

　　光纤水听器按原理可分为干涉型、强度型、光栅型等。干涉光纤水听器的关键技术已经逐渐发展成熟，在一些领域形成了产品。光纤光栅水听器是目前研究的热点。关键技术包括光源、光纤设备、探头技术、抗偏振衰落技术、抗相位衰落技术、信号处理技术、多路复用技术和工程技术。

　　关于光纤传感器的选型，主要根据测量对象和环境确定类型。仔细分析测量工作，并考虑使用哪种原理的传感器进行测量，因为即使测量相同的物理量，也可以通过不同的原理来实现。其次，必须考虑测量范围、体积(空间是否足够)、安装方法、信号类型(模拟或数字信号)、测量方法(直接或间接测量)等。

　　光纤传感器的精确度

　　传感器的精度等级关系到整个系统的精度，是一个非常重要的参数。一般来说，精度越高，价格越贵。所以在选择的时候，要从整体上考虑，适合自己的才是最好的，不要盲目追求所谓的高精度，除非需要定量测量精度值，否则要选择精度等级更高的传感器。

　　灵敏度的选择

　　灵敏度是指输出增量与相应输入增量之比。我们必须正确理解这个参数，分为两个方面:1。在线范围内，灵敏度高，输出信号值大，这是一个优点。2.灵敏度高，与测量无关的外部噪声容易混合，影响处理过程中的精度。

　　线性范围

　　线性范围是指输出与输入成正比的范围，所以我们都希望线性范围越宽越好，线性范围越宽，范围越大，精度越高。但任何传感器的线性范围都是相对的。为了在线性范围内，我们只需对测量进行估算。

　　频率响应特性

　　在测量过程中，传感器的输出总是有一定的延迟，这与实际值不同。因此，我们希望频率响应更快，这样延迟时间会更短。然而，由于结构和其他特性的影响，频率很难提高。

　　稳定性

　　稳定性是指长期使用后，其性能可以保持不变。除了自身原因，影响稳定性的因素主要是环境因素。因此，所选传感器应具有较强的环境适应性，并在适当的时候采取保护措施。