光纤温度检测技术是近些年发展起来的一项新技术,由于光纤本身具有电绝缘性好、不受电磁干扰、无火花、能在易燃易爆的环境中使用等优点而越来越受到人们的重视,各种光纤温度传感器发展极为迅速。目前研究的光纤温度传感器主要利用相位调制、热辐射探测、荧光衰变、半导体吸收、光纤光栅等原理。其中半导体吸收式光纤温度传感器作为一种强度调制的传光型光纤传感器,除了具有光纤传感器的一般优点之外,还具有成本低、结构简单、可靠性高等优点,非常适合于输电设备和石油井下等现场的温度监测,近年来获得了广泛的研究。但是目前的研究还存在一些问题,如系统模型不完善,基础理论尚不系统,产品化困难等。本文对这种传感器进行了详细研究,建立了系统的数学模型,并通过仿真和实验对系统特性和实际应用的难点进行了分析。 半导体式光纤温度传感器是光纤温度检测技术的一种重要应用,它基于半导体材料的吸收特性来实现温度的精确测量。光纤传感器因其独特的优点,如电绝缘性好、抗电磁干扰、无火花安全特性,使其在电力、石油等领域的温度监控中具有广泛应用潜力。半导体吸收式传感器以其成本低、结构简单和高可靠性脱颖而出。 半导体吸收式光纤温度传感器的工作原理是利用半导体材料(如GaAs)的本征吸收特性。当特定波长的光通过半导体时,会发生吸收现象,吸收强度与温度有关。普朗克常数h和频率v的关系揭示了吸收的频率界限vg,对应特定的本征吸收波长λg。对于直接跃迁型半导体如GaAs,其吸收波长会随温度变化,这一特性可用于温度传感。 系统建模中,传感器通常包括光源、光纤、探头、光电转换器等组件。光源一般选用具有适当光谱宽度的LED,例如本文中的880nm GaAlAs LED,其光谱覆盖吸收波长λT的变化范围。探头包含半导体材料,如120 μm厚的GaAs片,其透射率随温度变化,可以通过近似为三段直线的函数表达。光电二极管则将接收到的光信号转化为电信号,其光谱响应曲线可用指数分布的函数描述。 在实验研究中,搭建的系统平台包括光源、半导体片、光纤、光电二极管和温度可控的变温箱。选用的元件参数如光电二极管的光谱响应特性、光纤类型等,都是为了确保传感器性能的稳定和准确。通过实验,可以验证理论模型的正确性,分析传感器在不同温度下的响应特性,解决实际应用中的难题,如温度分辨率、稳定性、线性度等。 半导体式光纤温度传感器的建模、仿真与实验涉及光学、固体物理、电子学等多个领域,是多学科交叉的复杂系统。通过深入研究和实验验证,可以不断优化传感器性能,推动其在工业监测、安全防护等领域的实际应用。
2025-04-22 20:03:23 838KB 传感器与数据采集
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摘要:基于虚拟仪器技术, 利用LabVIEW 语言进行信号采集系统的研制具有重要意义。文章介绍信号采集与处理系统的主要流程。详细介绍PCI-1714 数据采集卡的原理及功能,通过数据采集程序实例介绍基于LabVIEW 语言实现PCI-1714 采集卡的全过程,利用LabVIEW 语言编写的程序用于将存储数据调出,并对信号波形特点进行分析。
2024-05-06 14:08:46 115KB 传感器与数据采集
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作为路况检测设备的重要组成部分:传感器,对于精准的数据检测而言,起到了十分关键的作用。非接触式的传感器一般常用的有:激光式、超声波式、红外线式三种,以前由于成本的原因(因为超声波的价格十分昂贵)及技术原因,所以大多数都采用激光式测量,而如今科技的进步,超声波产品成本的降低,使得超声波传感器在这一行业得了大力的发展。
2023-03-30 11:17:02 122KB 传感器与数据采集
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将NI CompactDAQ硬件与USB接口集成,利用安装在便携式电脑上的NI LabVIEW开发系统来开发应用程序,创建一个易于运输的系统,该系统不但结构紧凑,简单易用,而且灵活,可配置以及良好的牢固性,可以与安装在铁路道岔系统上的不同类型传感器进行交互,起到即使采集物理量的作用。
2023-02-27 10:03:57 148KB 传感器与数据采集
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[摘要]:MEMS(MicroElectromechanicalSystem,即[关键词]:MEMS压力传感器微型传感器微电子机械系统MEMS(Micro El
2022-12-06 11:34:57 227KB 传感器与数据采集
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数据采集是获取信号对象信息的过程。本文设计了一个基于ARM Cortex-M3处理器的数据采集系统,利用内置的丰富的外设资源,实现多路模拟输入电压信号的连续采集和顺序转换,通过RS232串行通信将转换结果在PC接收端显示,并产生PWM方波信号,实现对现场电压信号的实时监测。
2022-11-27 23:38:59 141KB 传感器与数据采集
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本文详细介绍了数据采集系统的各个组成部分,并解释各个部分最重要的准则。本文也定义了用于基于PC的数据采集系统组成部分的许多通用术语。
2022-10-16 09:04:19 444KB 传感器与数据采集
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MEMS是在集成电路生产技术和专用的微机电加工方法的基础上蓬勃发展起来的高新科技,其研究开发主要集中在微传感器、微执行器和微系统三个方面,目前主导MEMS市场的传感器已形成产业。用此技术研制的五花八门的微传感器具有体积小、质量轻、响应快、灵敏度高、易生产、成本低的优势,可以测量各种物理量、化学量及生物量。在市场引导、科技推动、风险投资、政府介入等多重作用下,汽车MEMS传感器发展迅速,现已成为相关部门争先投资开发的热点。在高档汽车中,大约采用25至40只MEMS传感器,技术上日趋成熟完善,可满足汽车环境苛刻、可靠性高、精度准确、成本低的要求,极大地推动了电子技术在汽车上的应用。
2022-05-22 17:13:31 99KB 传感器与数据采集
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