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光纖光柵傳感器的工作原理：光纖光柵傳感器

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光纖光柵傳感器
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
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。
光纖光柵傳感器（Fiber Grating Sensor ）屬于光纖傳感器的一種，基于光纖光柵的傳感過程是通過外界物理參量對光纖布拉格（Bragg）波長的調制來獲取傳感信息，是一種波長調制型光纖傳感器。
中文名
光纖光柵傳感器
外文名
Fiber Grating Sensor
類    別
光纖傳感器
類    型
波長調制型光纖傳感器
分    類
溫度傳感器、加速度傳感器等
學    科
電子工程、物理
目錄
1
簡介
2
分類
?
應變
?
溫度
?
位移
?
加速度計
?
壓力
3
特點
4
應用
光纖光柵傳感器簡介
編輯
語音
光纖光柵傳感器可以實現對溫度、應變等物理量的直接測量。由于光纖光柵波長對溫度與應變同時敏感，即溫度與應變同時引起光纖光柵耦合波長移動，使得通過測量光纖光柵耦合波長移動無法對溫度與應變加以區分。因此，解決交叉敏感問題，實現溫度和應力的區分測量是傳感器實用化的前提。通過一定的技術來測定應力和溫度變化來實現對溫度和應力區分測量。這些技術的基本原理都是利用兩根或者兩段具有不同溫度和應變響應靈敏度的光纖光柵構成雙光柵溫度與應變傳感器，通過確定2個光纖光柵的溫度與應變響應靈敏度系數，利用2個二元一次方程解出溫度與應變。區分測量技術大體可分為兩類，即多光纖光柵測量和單光纖光柵測量。多光纖光柵測量主要包括混合FBG/長周期光柵（long period grating）法、雙周期光纖光柵法、光纖光柵/F-P腔集成復用法、雙FBG重疊寫入法。各種方法各有優缺點。FBG/LPG法解調簡單，但很難保證測量的是同一點，精度為9×10-6，1.5℃。雙周期光纖光柵法能保證測量位置，提高了測量精度，但光柵強度低，信號解調困難。光纖光柵/F-P腔集成復用法傳感器溫度穩定性好、體積小、測量精度高，精度可達20×10-6，1℃，但F-P的腔長調節困難，信號解調復雜。雙FBG重疊寫入法精度較高，但是，光柵寫入困難，信號解調也比較復雜。單光纖光柵測量主要包括用不同聚合物材料封裝單光纖光柵法、利用不同的FBG組合和預制應變法等。用聚合物材料封裝單光纖光柵法是利用某些有機物對溫度和應力的響應不同增加光纖光柵對溫度或應力靈敏度，克服交叉敏感效應。這種方法的制作簡單，但選擇聚合物材料困難。利用不同的FBG組合法是把光柵寫于不同折射率和溫度敏感性或不同溫度響應靈敏度和摻雜材料濃度的2種光纖的連接處，利用不同的折射率和溫度靈敏性不同實現區分測量。這種方法解調簡單，且解調為波長編碼避免了應力集中，但具有損耗大、熔接處易斷裂、測量范圍偏小等問題。預制應變法是首先給光纖光柵施加一定的預應變，在預應變的情況下將光纖光柵的一部分牢固地粘貼在懸臂梁上。應力釋放后，未粘貼部分的光纖光柵形變恢復，其中心反射波長不變；而粘貼在懸臂梁上的部分形變不能恢復，從而導致了這部分光纖光柵的中心反射波長改變，因此，這個光纖光柵有2個反射峰，一個反射峰（粘貼在懸臂梁上的部分）對應變和溫度都敏感；另一個反射峰（未粘貼部分）只對溫度敏感，通過測量這2個反射峰的波長漂移可以同時測量溫度和應變。
[1]
光纖光柵傳感器分類
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語音
這些傳感器主要包括光纖光柵應變傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器等。
光纖光柵傳感器應變
此種傳感器是在工程領域中應用最廣泛，技術最成熟的光纖傳感器。應變直接影響光纖光柵的波長漂移，在工作環境較好或是待測結構要求精小傳感器的情況下，人們將裸光纖光柵作為應變傳感器直接粘貼在待測結構的表面或者是埋設在結構的內部。由于光纖光柵比較脆弱，在惡劣工作環境中非常容易破壞，因而需要對其進行封裝后才能使用。目前常用的封裝方式主要有基片式、管式和基于管式的兩端夾持式。
[1]
光纖光柵傳感器溫度
溫度是國際單位制給出的基本物理量之一，是工農業生產和科學實驗中需要經常測量和控制的主要參數，同時也是與人們日常生活密切相關的一個重要物理量。目前，比較常用的電類溫度傳感器主要是熱電偶溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器。光纖溫度傳感與傳統的傳感器相比有很多優點，如靈敏度高，體積小，耐腐蝕，抗電磁輻射，光路可彎曲，便于遙測等。基于光纖光柵技術的溫度傳感器，采用波長編碼技術，消除了光源功率波動及系統損耗的影響，適用于長期監測;而且多個光纖光柵組成的溫度傳感系統，采用一根光纜，可實現準分布式測量。溫度也是直接影響光纖光柵波長變化的因素，人們常常直接將裸光纖光柵作為溫度傳感器直接應用。同光纖光柵應變傳感器一樣，光纖光柵溫度傳感器也需要進行封裝，封裝技術的主要作用是保護和增敏，人們希望光纖光柵能夠具有較強的機械強度和較長的壽命，與此同時，還希望能在光纖傳感中通過適當的封裝技術提高光纖光柵對溫度的響應靈敏度。普通的光纖光柵其溫度靈敏度只有0.010 nm/℃左右，這樣對于工作波長在1550nm的光纖光柵來說，測量100℃的溫度范圍波長變化僅為lnm。應用分辨率為lpm的解碼儀進行解調可獲得很高的溫度分辨率，而如果因為設備的限制，采用分辨率為0. 06nm的光譜分析儀進行測量，其分辨率僅為6度，遠遠不能滿足實際測量的需要。目前常用的封裝方式有基片式、管式和聚合物封裝方式等。
[2]
光纖光柵傳感器位移
研究人員開展了應用光纖光柵進行位移測量的研究，目前這些研究都是通過測量懸臂梁表面的應變，然后通過計算求得懸臂梁垂直變形，即懸臂梁端部垂直位移。這種“位移傳感器”不是真正意思上的位移傳感器，目前這種傳感器在實際工程已取得了應用，國內亦具有商品化產品。
[2]
光纖光柵傳感器加速度計
1996年，美國的Berkoff等人利用光纖光柵的壓力效應設計了光纖光柵振動加速度計。轉換器由質量板、基板和復合材料組成，質量板和基板都是6mm厚的鋁板，基板作為剛性板起支撐作用，中間為8mm厚的復合材料夾在兩鋁板中間起彈簧的作用。在質量塊的慣性力作用下，埋在復合材料中的光纖光柵受到橫向力作用產生應變，從而導致光纖光柵的布拉格波長變化。采用非平衡M-Z干涉儀對光纖光柵的應變與加速度間的關系進行解調.1998年，Todd采用雙撓性梁作為轉換器設計了光柵加速度計。加速度傳感器由兩個矩形梁和一個質量塊組成，質量塊通過點接觸焊接在兩平行梁中間，光纖光柵貼在第二個矩形梁的下表面。在傳感器受到振動時，在慣性力的作用下，質量塊帶動兩個矩形梁振動使其產生應變，傳遞給光纖光柵引起波長移動。這種傳感器也在國內已經有了商品化的產品。
[2]
光纖光柵傳感器壓力
對拉力或壓力的監測也是監測的一部分重要內容，如橋梁結構的拉索的整體索力、高緯度海洋平臺的冰壓力，以及道路的土壤壓力，水壓力等。哈工大歐進萍等人相繼開發出了光纖光柵拉索壓力環和光纖光柵冰壓力傳感器，英國海軍研究中心開發了光纖光柵土壤壓力傳感器，用以監測公路內部的荷載情況。并且各國相繼開始光纖光柵油氣井壓力傳感器的研究工作。除以上介紹的光纖光柵傳感器外，光纖光柵研究人員和傳感器設計人員基于光纖光柵的傳感原理，還設計出光纖光柵伸長計，光纖光柵曲率計，光纖光柵濕度計，以及光纖光柵傾角儀，光纖光柵連通管等。此外，人們還通過光纖光柵應變傳感器制成用于測量公路運輸情況的運輸計、用于測量公路施工過程中瀝青應變的應變計等。
[2]
光纖光柵傳感器特點
編輯
語音
1、抗電磁干擾：一般電磁輻射的頻率比光波低許多，所以在光纖中傳輸的光信號不受電磁干擾的影響。2、電絕緣性能好，安全可靠：光纖本身是由電介質構成的，而且無需電源驅動，因此適宜于在易燃易爆的油、氣、化工生產中使用。3、耐腐蝕，化學性能穩定：由于制作光纖的材料一石英具有極高的化學穩定性，因此光纖傳感器適宜于在較惡劣環境中使用。4、體積小、重量輕，幾何形狀可塑。5、傳輸損耗小：可實現遠距離遙控監測。6、傳輸容量大：可實現多點分布式測量。7、測量范圍廣：可測量溫度、壓強、應變、應力、流量、流速、電流、 電壓、液位、液體濃度、成分等。
[2]
光纖光柵傳感器應用
編輯
語音
自從1989年美國的Morey等人首次進行光纖光柵的應變與溫度傳感器研究以來，世界各國都對其十分關注并開展了廣泛的應用研究，在短短的10多年時間里光纖光柵己成為傳感領域發展最快的技術，并在很多領域取得了成功的應用，如航空航天、土木工程、復合材料、石油化工等領域。1、土木及水利工程中的應用土木工程中的結構監測是光纖光柵傳感器應用最活躍的領域。力學參量的測量對于橋梁、礦井、隧道、大壩、建筑物等的維護和健康狀況監測是非常重要的.通過測量上述結構的應變分布，可以預知結構局部的載荷及健康狀況.。光纖光柵傳感器可以貼在結構的表面或預先埋入結構中，對結構同時進行健康檢測、沖擊檢測、形狀控制和振動阻尼檢測等，以監視結構的缺陷情況.。另外，多個光纖光柵傳感器可以串接成一個傳感網絡，對結構進行準分布式檢測，可以用計算機對傳感信號進行遠程控制。2、在橋梁安全監測中的應用目前， 應用光纖光柵傳感器最多的領域當數橋梁的安全監測。斜拉橋斜拉索、懸索橋主纜及吊桿和系桿拱橋系桿等是這些橋梁體系的關鍵受力構件，其他土木工程結構的預應力錨固體系，如結構加固采用的錨索、錨桿也是關鍵的受力構件。上述受力構件的受力大小及分布變化最直接地反映結構的健康狀況，因此對這些構件的受力狀況監測及在此基礎上的安全分析評估具有重大意義。加拿大卡爾加里附近的Beddington Trail 大橋是最早使用光纖光柵傳感器進行測量的橋梁之一(1993 年)， 16 個光纖光柵傳感器貼在預應力混凝土支撐的鋼增強桿和炭纖復合材料筋上，對橋梁結構進行長期監測， 而這在以前被認為是不可能。德國德累斯頓附近A 4 高速公路上有一座跨度72 m的預應力混凝土橋， 德累斯頓大學的Meis－sner 等人將布拉格光柵埋入橋的混凝土棱柱中， 測量荷載下的基本線性響應， 并且用常規的應變測量儀器作了對比試驗， 證實了光纖光柵傳感器的應用可行性。瑞士應力分析實驗室和美國海軍研究實驗室， 在瑞士洛桑附近的V aux 箱形梁高架橋的建造過程中， 使用了32個光纖光柵傳感器對箱形梁被推拉時的準靜態應變進行了監測， 32個光纖光柵分布于箱形梁的不同位置、用掃描法- 泊系統進行信號解調。2003年6月，同濟大學橋梁系史家均老師主持的盧浦大橋健康檢測項目中，采用了上海紫珊光電的光纖光柵傳感器，用于檢測大橋在各種情況下的應力應變和溫度變化情況。施工情況：整個檢測項目的實施主要包括傳感器布設、數據測量和數據分析三大步。在盧浦大橋選定的端面上布設了8個光纖光柵應變傳感器和4個光纖光柵溫度傳感器，其中8個光纖光柵應變傳感器串接為1路，4個溫度傳感器串接為1路，然后通過光纖傳輸到橋管所，實現大橋的集中管理。數據測量的周期根據業主的要求來確定，通過在橋面加載的方式，利用光纖光柵傳感網絡分析儀，完成橋梁的動態應變測試。3、在混凝土梁應變監測中的應用1989年，美國Brown University 的Mendez 等人首先提出把光纖傳感器埋入混凝土建筑和結構中， 并描述了實際應用中這一研究領域的一些基本設想。此后， 美國、英國、加拿大、日本等國家的大學、研究機構投入了很大力量研究光纖傳感器在智能混凝土結構中的應用。在混凝土結構澆注時所遇到的一個非常棘手的問題是： 如何才能在混凝土澆搗時避免破壞傳感器及光纜。光纖Bragg光柵通常寫于普通單模通訊光纖上， 其質地脆， 易斷裂， 為適應土木工程施工粗放性的特點， 在將其作為傳感器測量建筑結構應變時，應采取適當保護措施。一種可行的方案是：在鋼筋籠中布置好混凝土應變傳感器的光纖線路后， 將混凝土應變傳感器用鐵絲等按照預定位置固定在鋼筋籠中， 然后將中間段用紗布纏繞并用膠帶固定。而對粘貼式鋼筋應變傳感器一般則用外涂膠層進行保護。4、在水位遙測中的應用在光纖光柵技術平臺上研制出的高精度光學水位傳感器專門用于江河、湖泊以及排污系統水位的測量。傳感器的精度可以到達±0.1%F·S。光纖安裝在傳感器內部，由于光纖纖芯折射率的周期性變化形成了FBG，并反射符合布拉格條件的某一波長的光信號。當FBG與彈性膜片或其它設備連接在一起時，水位的變化會拉伸或壓縮FBG。而且，反射波長會隨著折射率周期性變化而發生變化。那么，根據反射波長的偏移就可以監測出水位的變化。5、在公路健康檢測中的應用公路健康監測必要性：交通是與人們息息相關的事情，同樣也是制約城市發展的主要因素，可以說交通的好壞可以直接決定一個城市的發展命運。每年國家都要投入大量資金用在公路修建以及維護上，其中維護費用占據了很大一部分。即便是這樣，每年仍然有大量公路遭到破壞，公路的早期損壞已成為影響高速公路使用功能的發揮和誘發交通事故的一大病害。而破壞一般都是因為汽車超載，超速以及自然原因引起的，并且也和公路修建的質量有很大關系。所以在公路施工過程以及使用過程中進行健康檢測是非常有必要的。現在的公路一般分三層進行施工，分為底基層、普通層和瀝青層，在施工過程中埋入溫度以及應變傳感器可以及時得到溫度以及應變的變化情況，對公路質量進行實時監控。詳細了解施工材料的特點以及影響施工質量的因素。
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參考資料
1.

賈宏志. 光纖光柵傳感器的理論和技術研究[D].中國科學院西安光學精密機械研究所,2001.
2.

李科. 光纖光柵傳感器的研究[D].太原科技大學,2008.

光纖光柵傳感器的工作原理：光纖光柵傳感器原理內容詳解

描述
　　在我國對于光纖光柵傳感器的研究比起其他國家是稍晚了，我國的光纖傳感器還沒有做到真正的產業化，規模化，產出量還不足以滿足國民經濟發展的需求。
　　光纖光柵的種類很多，主要分兩大類：一是Bragg光柵（也稱為反射或短周期光柵）；二是透射光柵（也稱為長周期光柵）。光纖光柵從結構上可分為周期性結構和非周期性結構，從功能上還可分為濾波型光柵和色散補償型光柵，色散補償型光柵是非周期光柵，又稱為啁啾光柵（chirp光柵）。
　　分析光纖光柵解調的基本原理和常用解調方法的工作機理、性能和特點，從光纖傳感技術的優勢出發，介紹了光纖光柵傳感智能結構的優點，對波長解調方法如匹配解調法、可調諧激光器法、干涉法、濾波法等做了詳細的討論， 闡述了相應的系統設計方案，并對各種方法的優、缺點進行了分析和討論。提出光纖光柵傳感器在實際應用中所面臨的主要技術難題，分析現有的解決方案，討論光纖光柵傳感器在進一步實用化中需要解決的難題及其未來的發展趨勢。
　　隨著經濟的發展，我國基礎設施建設的規模不斷加大，新建的高樓、道路、橋梁、大壩幾乎遍地開花。對于這些建筑物健康狀況的傳感、測控成為一項重要課題。加拿大通信中心的Hill K O等人在1978年首次在摻鍺光纖中采用駐波寫入法制成光纖Bragg光柵（ FBG）。使得光纖光柵傳感器和傳感技術成為科學研究和技術開發的熱點。
1 光纖光柵具有幾個突出主要優點：
　　1）光的頻率數量級為THz，其頻帶范圍很寬，動態范圍很大，不受電磁場干擾;
　　2）信號采用波長編碼，不受光源強度的起伏、光纖微彎損耗引起的隨機起伏和耦合損耗等因素的影響，對環境干擾不敏感；
　　3）光纖光柵的材料是二氧化硅，具有較強的耐腐蝕能力；
　　4）自定標和易于在同一根光纖內集成多個傳感器復用;芯徑細且柔韌，易于布設;
　　5）易于實現大面積分布式測量。因此，光纖光柵傳感器具有推動光纖光柵傳感器進入前沿發展的潛力。
　　我國對光纖光柵傳感器的研究相對晚一些， 目前我國的光纖傳感器的產業化和大規模推廣應用方面還遠不能滿足國民經濟發展的需求。因此，近期的光纖傳感技術研究和產業化特點是以成熟的光纖通信技術向光纖傳感技術轉化為重點，目前對光纖光柵傳感器的研究方向主要有以下幾個方面：
　　1、對傳感器本身及進行橫向應變感測和高靈敏度、高分辨率、且能同時感測應變和溫度變化的傳感器研究；
　　2、對光柵反射信號或透射信號分析和測試系統的研究，目標是開發低成本、小型化、可靠且靈敏的探測技術；
　　3、對光纖光柵傳感器的實際應用研究，包括封裝技術、溫度補償技術、傳感器網絡技術。
　　4，開展各應用領域的專業化成套傳感技術的研發，如航空航天、航海、土木工程、醫學和生物、電力工業、核工業及化學和環境等。
　　目前限制光纖光柵傳感器應用的最主要障礙是傳感信號的解調， 正在研究的解調方法很多， 但能夠實際應用的解調產品并不多， 且價格較高。光纖光柵的信號解調，即波長微小移位的檢測問題，是光纖光柵傳感器能否實用化的關鍵。
　　2 光纖光柵傳感原理
　　溫度、應變和應力的變化會引起光纖光柵的柵距和折射率的變化，從而使光纖光柵的反射和透射譜發生變化。通過檢測光纖光柵反射譜或透射譜的變化，就可以獲得相應的溫度、應變和壓力信息，這就是用光纖光柵測量溫度、應變和壓力的基本原理。由耦合模理論可知，均勻的、非閃耀光纖Bragg光柵可將其傳輸的一個導模耦合到另一個沿相反方向傳輸的導模而形成窄帶反射，峰值反射波長為（Bragg波長）：式中為導模的有效折射率，為光柵周期。光纖光柵的Bragg波長是隨和而變化的，因此Bragg波長對于外界力、熱負荷等極為敏感。應變和壓力影響Bragg波長是由于光柵周期的伸縮以及彈光效應引起的，而溫度影響Bragg波長是由于熱膨脹效應和熱光效應引起的。當外界的溫度、應力和壓力等參量發生變化時，Bragg波長的變化可表示為 。
　　2.1溫度靈敏度
　　溫度影響Bragg波長是由熱膨脹效應和熱光效應引起的。假設均勻壓力場和軸向應力場保持恒定，由熱膨脹效應引起的光柵周期變化為 。
　　式中為光纖的熱膨脹系數。Bragg波長的變化與溫度之間的變化有良好的線性關系。
　　2.2 應變（力）靈敏度
　　應變（力）影響Bragg波長是由于光柵周期的伸縮和彈光效應引起的。
　　假設光纖光柵僅受軸向應力作用，溫度場和均勻壓力場保持恒定。軸向應力引起光柵的柵距改變，即：
　　由應變引起的Bragg波長變化可表示為。
　　2.3 壓力靈敏度
　　壓力影響也是由光柵周期的伸縮和彈光效應引起的。假設溫度場和軸向拉力保持恒定，光纖處于一個均勻壓力場P中，軸向應變會使光柵的柵距改變，即：
　　有效折射率的變化為：
　　其壓力靈敏度為：
　　由于摻雜成分和摻雜濃度的不同，各種光纖光柵的壓力靈敏度差別較大。
　　3 解調原理
　　3.1 匹配光柵解調原理
　　利用一個與傳感光柵呈匹配關系的參考光柵，實現參考光柵對傳感光柵信號的解調法如圖一所示。輸出信號的位相是與被測量成比例的載波。為了測出傳感光柵的信號，測量時調諧參考光柵，通過測量最大反射功率或最小透射功率便可測出傳感光柵的波長移動量，進而推知待測量。該傳感方法結構簡單、造價低廉，測試結果不受光源譜線包絡可能存在的精細結構疊加的影響。其靜態軸向應變分辨率約為
　　
　　圖一 匹配光柵法解調原理圖
　　3.2 非平衡M-Z干涉解調法
　　相干解調法具有最高精度，用這種方法解調可以大大提高傳感分辨率。1992年，由A.D.Kersey等人提出的非平衡M-Z干涉解調法，如圖二所示：
　　
　　圖二 非平衡M-Z干涉儀解調FBG波長原理圖
　　寬帶光源發出的光經過耦合器入射到傳感光柵上，被反射后送入非平衡M-Z干涉儀，通過干涉儀把Bragg波長漂移量轉化為相位變化式中n為光纖的折射率，d為干涉儀的兩臂長度差。由上式可見，只要用相位計探測出相位的變化，便可得知波長的移動量，另外，為了抵消直流零點漂移，可以利用一鋸齒型電壓（由圖中的信號源產生）控制壓電陶瓷，以調節干涉儀的一個臂，使干涉儀輸出為一調制光，以信號源為參考用相位計檢測輸出信號的相位，因相位計可檢測±1800，故波長可檢測范圍寬。
　　實驗表明，此方案具有低于納級相對應變的傳感分辨率，當所檢測的應變振源頻率為10HZ時，分辨率為2n/ ，振源頻率為500Hz時，分辨率為0.6n。
　　此方案具有寬帶寬、分辨率高等優點，但其隨機相移的影響決定了該方案只能適應于動態解調系統中。
　　3.3 基于邁克耳遜干涉儀的解調法
　　邁克耳遜干涉解調原理如圖三所示：
　　
　　圖三 邁克耳遜干涉儀解調原理圖
　　寬帶光源發出的光由耦合器進入傳感光柵，經其反射后進入由兩鏡面及光纖構成的邁克耳遜干涉儀，由3dB耦合器一端輸出干涉光，再經光電轉換、放大、濾波處理后的信號（干涉信號）與信號發生器的信號（參考信號）一起進入相位計檢測其相位，調整驅動信號（由圖中信號發生器發出的）的幅值及其直流電平的大小，使干涉信號變化的頻率與參考信號的頻率一致，此時相位計所顯示值與傳感光柵的波長移動量呈現一定的關系。波長變化引起的相位改變可表示為
　　該裝置具有檢測動態和準靜態應變的能力，對工作環境要求不高，應變分辨率為5.5，靈敏度為1.8o/。
　　3.4 XPM解調法
　　XPM是指由不同波長、傳輸方向或偏振態的光波共同傳輸時，一種光場引起另一種光場的非線性相移。非線性光學介質中，XPM可表現為其折射率對光強的依賴關系。
　　由兩個光纖耦合器及一定長度的光纖串聯構成一個全光纖M—Z干涉儀。如圖四所示：
　　
　　圖四 反饋控制的M-Z干涉儀
　　M-Z干涉儀的輸出端口的光強為：
　　其中，分別為兩臂的光振幅衰減系數，為兩臂的相位差。
　　由兩部分決定：XPM引入的非線性相移和兩臂的光程差引入的相移。
　　I. XPM產生的非線性相移：
　　II.兩臂光程差產生的相移：
　　得：
　　由上式可得如下結論：
　　I.信號光在兩個輸出端口的光強分布取決于信號光的波長和對信號光產生交叉相位調制的輔助光的強度。
　　II.信號光在兩個輸出端口的光強分布隨呈余弦變化，且在時光強隨波長變化靈敏度最高，時靈敏度為零。
　　式中和是未知量且存在一一對應關系，因此當反饋網絡調整至兩輸出臂光強相等時，CPU通過輔助光強度可計算出FBG的中心波長，并顯示給液晶顯示屏或發送到PC機。
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光纖光柵傳感器的工作原理：光纖光柵傳感器的基本原理及實際應用

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本視頻教程一共60分鐘，分為了10集。不但分析了DHT11手冊上的時序波形，而且用示波器實測了示波器上的波形。在程序設計

發燒友學院
  發表于 2017-10-28 00:00
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ADT7318 ±0.5°C精度數字溫度傳感器和...

和特點  ADT7316：四個12位DAC ADT7317：四個10位DAC 緩沖電壓輸出 通過設計對所有代碼保證單調性 10位溫度數字轉換器 溫度傳感器精度：±0.5°C 電源電壓范圍：2.7 V至5.5 V 溫度范圍：?40°C至+120°C DAC輸出范圍：0 V至2 VREF  關斷電流：<10 μA 內部 2.28 VREF 選項  雙緩沖輸入邏輯 可選緩沖/無緩沖基準電壓輸入產品詳情 AD7316/ADT7317/ADT7318在一個16引腳QSOP封裝中集成了一個10位溫度數字轉換器和一個四通道12/10/8位DAC。內置一個帶隙溫度傳感器和一個10位ADC，能夠以0.25°C的分辨率對溫度進行監控和數字化。ADT7316/ ADT7317/ADT7318采用2.7 V至5.5 V單電源供電。DAC的輸出電壓范圍為0 V至2 VREF，輸出電壓的建立時間典型值為7 μs。ADT7316/ ADT7317/ADT7318提供兩個串行接口選項：與SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP接口標準兼容的4線串行接口以及雙線SMBus/I2C 接口。這些器件具有待機模式，可通過串行接口進行控制。?四個DAC的基準電壓既可以從內部獲得，也可以從兩個基準電壓引腳獲得（每對DAC一個）。利用軟件LDAC功能或外部LDAC...                                           發表于 2019-02-22 15:54                        ?                        0次閱讀                                                                                                    ADT7317 ±0.5°C精度數字溫度傳感器和...                                         和特點  ADT7316：四個12位DAC ADT7318：四個8位DAC 緩沖電壓輸出 通過設計對所有代碼保證單調性 10位溫度數字轉換器 溫度傳感器精度：±0.5°C 電源電壓范圍：2.7 V至5.5 V 溫度范圍：?40°C至+120°C DAC輸出范圍：0 V至2 VREF  關斷電流：<10 μA 內部 2.28 VREF 選項 雙緩沖輸入邏輯 可選緩沖/無緩沖基準電壓輸入產品詳情 ADT7316/ADT7317/ADT7318在一個16引腳QSOP封裝中集成了一個10位溫度數字轉換器和一個四通道12/10/8位DAC。內置一個帶隙溫度傳感器和一個10位ADC，能夠以0.25°C的分辨率對溫度進行監控和數字化。ADT7316/ ADT7317/ADT7318采用2.7 V至5.5 V單電源供電。DAC的輸出電壓范圍為0 V至2 VREF，輸出電壓的建立時間典型值為7 μs。ADT7316/ ADT7317/ADT7318提供兩個串行接口選項：與SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP接口標準兼容的4線串行接口以及雙線SMBus/I2C 接口。這些器件具有待機模式，可通過串行接口進行控制。四個DAC的基準電壓既可以從內部獲得，也可以從兩個基準電壓引腳獲得（每對DAC一個）。利用軟件LDAC功能或外部LDA...                                           發表于 2019-02-22 15:54                        ?                        0次閱讀                                                                                                    ADT7316 ±0.5°C精度數字溫度傳感器和...                                         和特點  ADT7317：四個10位DAC ADT7318：四個8位DAC 緩沖電壓輸出 通過設計對所有代碼保證單調性 10位溫度數字轉換器 溫度傳感器精度：±0.5°C 電源電壓范圍：2.7 V至5.5 V 溫度范圍：?40°C至+120°C DAC輸出范圍：0 V至2 VREF 關斷電流：<10 μA 內部 2.28 VREF 選項 雙緩沖輸入邏輯 可選緩沖/無緩沖基準電壓輸入產品詳情 ADT7316/ADT7317/ADT7318在一個16引腳QSOP封裝中集成了一個10位溫度數字轉換器和一個四通道12/10/8位DAC。內置一個帶隙溫度傳感器和一個10位ADC，能夠以0.25°C的分辨率對溫度進行監控和數字化。ADT7316/ ADT7317/ADT7318采用2.7 V至5.5 V單電源供電。DAC的輸出電壓范圍為0 V至2 VREF，輸出電壓的建立時間典型值為7 μs。ADT7316/ ADT7317/ADT7318提供兩個串行接口選項：與SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP接口標準兼容的4線串行接口以及雙線SMBus/I2C 接口。這些器件具有待機模式，可通過串行接口進行控制。? 四個DAC的基準電壓既可以從內部獲得，也可以從兩個基準電壓引腳獲得（每對DAC一個）。利用軟件LDAC功能或外部 LDA...                                           發表于 2019-02-22 15:54                        ?                        0次閱讀                                                                                                    ADUCM355 具有化學傳感器接口的精密模擬微...                                         和特點  模擬輸入/輸出  16 位，400 kSPS ADC 電壓、電流和阻抗測量功能  內部/外部電流和電壓通道 超低漏電開關矩陣和輸入多路復用器 輸入緩沖器，可編程增益放大器     電壓 DAC  2 個雙輸出 VDAC  輸出范圍 0.2 V 至 2.4 V±（傳感器電壓為 2.2 V） 2 位偏置恒電位和 TIA 放大器  超低功耗，每個 DAC 為 1 μA     一個高速 12 位 VDAC  輸出范圍到傳感器 ±607 mV 用于阻抗測量的高速 TIA 輸出上的可編程增益放大器     放大器、加速器和基準電壓源  2 個低功耗、低噪聲放大器  適用于電化學檢測中的恒電位儀偏壓   2 個低功耗、低噪聲 TIA  適用于測量傳感器電流輸出  范圍為 200pA 至 3mA   可編程負載和增益電阻   模擬硬件加速器  DDS 波形發生器 DFT 和數字濾波器   2.5 V 和 1.82 V 片內精密基準電壓源：   內部溫度傳感器，精度為 ±2°C 阻抗測量范圍為

發表于 2019-02-22 12:36
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AD 單電源傳感器接口放大器

和特點  增益：×20，可變范圍：×1至×160 輸入共模范圍：地電壓以下至6× (VS - 1 V) 輸出范圍：20 mV至(VS - 0.2) V 提供單極/雙極/三極低通濾波 精確的中量程失調能力 400 kΩ差分輸入電阻 將1kΩ負載驅動至+4 V (VS=+5 V) 電源電壓：+3.0 V至+36 V 內置瞬變尖峰保護功能和RFI濾波器 峰值輸入電壓(40 ms)：60 V 反相電壓保護：-34 V 工作溫度范圍：-40°C至+125°C 產品詳情 AD是一款單電源差動放大器，用于放大和低通濾波具有大共模電壓來源提供的小差分電壓。電源電壓范圍為+3 V至+36 V。采用+5 V電源時，輸入共模范圍從地電壓以下至24 V，且此共模電壓的抑制性能出色。這一范圍通過在輸入處使用特殊電阻性衰減器來實現，該衰減器經過激光調整可達到非常高的差分平衡。這款器件具有低初始失調電壓和失調電壓漂移特性，增益和失調電壓也能夠長期保持穩定。此外還提供低通濾波和增益調整選項。利用精確的中量程失調特性，可放大雙極性信號。 方框圖...

發表于 2019-02-22 12:29
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REF02 +5 V精密基準電壓源/溫度傳感器

和特點  高輸出精度：5.0 V、±0.3% （最大值） 可調輸出：± 3%（最小值） 出色的溫度穩定性： 8.5 ppm/°C（最大值） 低噪聲：15 μV峰峰值（典型值） 高電源電壓范圍： 最高36 V（最大值） 低電源電流：1.4 mA（最大值） 高負載驅動能力： 10 mA（最大值） 溫度輸出功能產品詳情 REF0x系列精密基準電壓源提供穩定的10.0 V、5.0 V或2.5 V輸出，電源電壓、環境溫度或負載條件的變化對輸出電壓的影響極小。該器件采用8引腳SOIC、PDIP、CERDIP和TO-99封裝，以及20引腳LCC封裝（僅883），使得標準和高應力應用都可采用本器件。利用外部緩沖和簡單的電阻網絡，可將TEMP引腳用于溫度檢測和估算。器件還提供TRIM引腳，用于精密調整輸出電壓。REF0x系列基準電壓源具有小尺寸、寬電源電壓范圍，應用廣泛，非常適合通用型和空間受限的應用。新設計應當使用ADR0x系列基準電壓源，能夠在更寬的工作溫度范圍內提供更高的精度和溫度穩定性，并且保持與REF0x系列引腳完全兼容。該數據手冊僅適用于商用級產品。若需軍用級(883)數據手冊，請聯系銷售部門或訪問analog.com。應用精密數據系統高分辨率轉換器工業過程控制系統精密儀器軍用和...

發表于 2019-02-22 12:26
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AD7292 集成ADC、DAC、溫度傳感器和G...

和特點  10位SAR ADC-- 8個多路復用模擬輸入通道-- 單端工作模式-- 差分工作模式-- 5 V模擬輸入范圍-- VREF、2VREF或4VREF輸入范圍  4個單調性、10位、5 V DAC-- 2μs建立時間-- 上電復位至0 V -- 10 mA吸電流和源電流能力  內部溫度傳感器 -- 精度：±1°C 12個通用數字I/O引腳 1.25 V內部基準電壓源 內置監控功能-- 每通道最小值和最大值寄存器-- 可編程報警閾值-- 可編程遲滯  欲了解更多特性，請參考數據手冊產品詳情 AD7292是一款單芯片解決方案，集外部器件的通用模擬信號監控和控制所需的全部功能于一體。AD7292具有一個8通道10位SAR DAC、四個10位DAC、一個精度為±1°C的內部溫度傳感器，以及12個GPIO，可協助系統監控和控制。其中，10位、高速、低功耗逐次逼近寄存器(SAR) ADC專為監控多種單端輸入信號而設計。同時支持差分操作，可通過配置VIN0和VIN1作為差分對工作。AD7292提供寄存器可編程ADC序列器，可選擇用于轉換的可編程通道序列。四個10位數模轉換器(DAC)提供0 V至5 V的輸出；一個內部高精度1.25 V基準電壓源為ADC和DAC提供獨立緩沖的基準電壓源。它內置高精度帶隙溫度傳...

發表于 2019-02-22 12:25
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ADUCM331WFS 適用于汽車系統的集成式精...

和特點  高精度 ADC 雙通道同步采樣 IADC 20 位 Σ-Δ（最大限度地減少范圍切換） VADC/TADC 20 位 Σ-Δ 可從 4 Hz 實現可編程的 ADC 轉換率 片內 ±5 ppm/°C 基準電壓源 電流通道 全差分緩沖輸入 可編程增益（4 至 512） ADC 絕對輸入范圍：?200 mV 至 +300 mV 具有電流累加器功能的數字比較器 電壓通道 適用于 12 V 電池輸入的緩沖型片內衰減器 溫度通道 外部和片內溫度傳感器選項 微控制器 Arm? Cortex-M3 32 位處理器 精度為 1% 的 16.384 MHz 精密振蕩器 支持代碼下載和調試的 SWD 端口 適用于汽車的集成 LIN 收發器 與 LIN 2.2 兼容的從屬器件，100 kB 快速下載選項 與 SAE J-2602 兼容的從屬器件 低 EME 高 EMI 存儲器 128 kB 閃存/EE 存儲器，ECC 10 kB SRAM，ECC 4 kB 數據閃存/EE 存儲器，ECC 10,000 次循環閃存/EE 耐久性 20 年閃存/EE 保留 通過 SWD 和 LIN 實現電路內下載 片內外設 SPI GPIO 端口 通用定時器 喚醒定時器 監控定時器 片內上電復位 電源 直接使用 12 V 電池電源工作 典型功耗 8 mA (16 MHz) 低功耗監控模式 封裝和溫度范圍 6 mm × 6 mm 32...

發表于 2019-02-22 12:16
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ADUCM330 車用集成精密電池傳感器

和特點  高精度模數轉換器(ADC)  雙通道、同步采樣I-ADC 20位Σ-Δ（最大程度地減少范圍切換）V/T ADC 20位Σ-Δ 可編程ADC轉換速率，1 Hz至8 kHz  片內±5 ppm/°C基準電壓源  電流通道全差分、緩沖輸入可編程增益（4至512）ADC絕對輸入范圍： -200 mV至+300 mV 電壓通道緩沖、片內衰減器，適用于12V電池輸入  溫度通道外部和片內溫度傳感器方案  微控制器 ARM Cortex-M3 32位處理器16.384 MHz精密振蕩器，精度為1% 串行線下載(SWD)端口支持代碼下載和調試  通過汽車應用認證，集成了局域互連網絡(LIN)收發器LIN 2.2兼容從機，100k快速下載選項SAE J-2602兼容從機 低電磁輻射(EME) 較高的抗電磁干擾(EMI)能力  欲了解更多特性，請參考數據手冊 產品詳情 ADuCM330是一款完全集成的8 kSPS、數據采集系統，它集成了雙通道、高性能多通道Σ-Δ型(Σ-Δ) ADC、32位ARM Cortex?-M3處理器和閃存ADuCM330具有96 kB程序閃存和4 kB數據閃存。 ADuCM330是一款適合在12 V汽車電子應用中進行電池監控的完整系統解決方案。 ADuCM330集成了所有在各種工作條件下對12 V電池參數（如電池電流、電壓和溫...

發表于 2019-02-22 12:15
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ADUCM331 車用集成精密電池傳感器

和特點  高精度模數轉換器(ADC)  雙通道、同步采樣I-ADC 20位Σ-Δ（最大程度地減少范圍切換） V/T ADC 20位Σ-Δ  可編程ADC轉換速率，1 Hz至8 kHz  片內±5 ppm/°C基準電壓源  電流通道全差分、緩沖輸入可編程增益（4至512）ADC絕對輸入范圍： -200 mV至+300 mV數字比較器，內置電流累加器功能  電壓通道l 緩沖、片內衰減器，適用于12V電池輸入  溫度通道外部和片內溫度傳感器方案  微控制器ARM Cortex-M3 32位處理器16 MHz精密振蕩器，精度為1%串行線調試(SWD)端口支持代碼下載和調試  通過汽車應用認證，集成了局域互連網絡(LIN)收發器LIN 2.2兼容從機，100k快速下載選項SAE J-2602兼容從機低電磁輻射(EME) 較高的抗電磁干擾(EMI)能力  欲了解更多特性，請參考數據手冊 產品詳情 ADuCM331是一款完全集成的8 kSPS、數據采集系統，它集成了雙通道、高性能多通道Σ-Δ型(Σ-Δ) ADC、32位ARM Cortex?-M3處理器和閃存。 ADuCM331具有128 kB程序閃存和4 kB數據閃存。 ADuCM331是一款適合在12 V汽車電子應用中進行電池監控的完整系統解決方案。 ADuCM331集成了所有在各種工作條件下對12...

發表于 2019-02-22 12:15
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LTC2997 遠程 / 內部溫度傳感器

和特點 可將遠程傳感器或內部二極管溫度轉換為模擬電壓±1°C 遠程溫度準確度±1.5°C 內部溫度準確度內置串聯電阻抵消2.5V 至 5.5V 電源電壓 1.8V 基準電壓輸出 3.5ms VPTAT 更新時間4mV/Kelvin 輸出增益 170μA 靜態電流采用 6 引腳 2mm x 3mm DFN 封裝 產品詳情 LTC?2997 是一款高準確度模擬輸出溫度傳感器。該器件可將一個外部傳感器的溫度或其自身的溫度轉換為一個模擬電壓輸出。一種內置算法能夠消除 LTC2997 與傳感器二極管之間的串聯電阻所引起的誤差。LTC2997 可利用低成本二極管連接的 NPN 或 PNP 晶體管、或者利用微處理器或 FPGA 上的集成型溫度晶體管來提供準確的測量結果。將引腳 D+ 連接至 VCC 便可把 LTC2997 配置為一個內部溫度傳感器。LTC2997 提供了一個附加的 1.8V 基準電壓輸出，該輸出既可用作一個 ADC 基準輸入，也可用于產生與 VPTAT 輸出進行比較的溫度門限電壓。LTC2997 提供了一款適合于準確溫度測量的精準和通用型微功率解決方案。Applications溫度測量遠程溫度測量環境監視系統熱控制臺式電腦和筆記本電腦網絡服務器 方框圖...

發表于 2019-02-22 12:13
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ADIS 數字三軸振動傳感器，集成FF...

和特點  頻域三軸振動傳感器 平坦的頻率響應：最高至5 kHz  數字加速度數據，± 18 g測量范圍數字范圍設置：0 g至1 g/5 g/10 g/20 g 實時采樣模式：20.48 kSPS（單軸） 捕獲采樣模式：20.48 kSPS（三軸）觸發器模式：SPI、計時器、外部可編程抽取濾波器，11種速率設置選定的濾波器設置支持多記錄捕獲手動捕獲模式支持時域數據采集 針對所有三軸(x, y, z)的512點實數值FFT 3種窗口選項：矩形、Hanning、平頂 可編程FFT均值功能：最多255個均值 存儲系統：所有三軸(x, y, z)上14個FFT記錄產品詳情 ADIS iSensor? 是一款完整的振動檢測系統，集三軸加速度檢測與先進的時域和頻域信號處理于一體。時域信號處理包括可編程抽取濾波器和可選的窗函數。頻域處理包括針對各軸的512點、實數值FFT和FFT均值功能，后一功能可降低噪底變化，從而提高分辨率。通過14記錄FFT存儲系統，用戶可以追蹤隨時間發生的變化，并利用多個抽取濾波器設置捕獲FFT。20.48 kSPS采樣速率和5 kHz平坦頻段提供的頻率響應適合許多機械健康狀況檢測應用。鋁芯可實現與MEMS加速度傳感器的出色機械耦合。在所有操作中，內部時鐘驅動數據采樣和信號處理系統...

發表于 2019-02-22 12:07
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LM334S 恒定電流源和溫度傳感器

和特點 1μA 至 10mA 工作電流范圍0.02%/V 電壓調整率0.8V 至 40V 工作電壓可用作線性溫度傳感器不吸收反向電流可提供標準晶體管封裝 產品詳情 LM134 是一款三端電流源，專為在 1μA 至 10mA 的電流水平 (其由一個外部電阻器設定) 范圍內工作而設計。該器件可作為一個真正的二端電流源，無需額外的電源連接或輸入信號。電壓調整率通常為 0.02%/V，而且終端到終端電壓可在 800mV 至 40V 的范圍內變化。由于工作電流與絕對溫度 (單位：°K) 成正比，因此該器件作為溫度傳感器也將得到廣泛的應用。工作電流的溫度相關性在室溫條件下為 0.336%/°C。例如，一個工作在 298μA 電流下的器件將具有 1μA/°C 的溫度系數。溫度相關性是極其準確和可重復的。作為溫度傳感器規格在 100μA 至 1mA 范圍內的器件是 LM134-3、LM234-3 以及 LM134-6、LM234-6，其中的短劃線數分別表示 ±3°C 和 ±6°C 的準確度。如果需要零溫度系數電流源，則可通過增設一個二極管和一個電阻器容易地實現。應用 電流模式溫度感測 用于并聯基準的恒定電流源 冷結點補償 用于雙極性差分級的恒定增益偏置 微功率偏置網絡 用于光電導管的緩沖器 電流限制器 方框圖...

發表于 2019-02-22 12:02
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AD7416 10位數字溫度傳感器

和特點      片內溫度傳感器:?40°C至 +125°C 過溫指示器 寬工作電壓范圍：2.7 V至5.5 V I2C兼容串行接口 可選串行總線地址，一條總線最多可以連接8個AD7416/AD7417器件 AD7416是LM75的出色替代產品     產品詳情 AD7417和AD7418是10位、四通道和單通道ADC，具有片內溫度傳感器，可采用2.7 V至5.5 V單電源供電。這些器件內置15 μs逐次逼近型轉換器、5通道多路復用器、溫度傳感器、時鐘振蕩器、采樣保持器和基準電壓源(2.5 V)。AD7416僅具有溫度監控功能，采用8引腳封裝。通過多路復用器通道0可以訪問這些器件上的溫度傳感器。選擇通道0并啟動轉換后，轉換結束時產生的ADC碼為環境溫度的測量結果（25°C時精度為±1°C）。可以將溫度的上下限編程寫入片內寄存器，器件提供一個開漏過溫指示器(OTI)輸出；當溫度超過限值時，該輸出有效。配置寄存器允許對OTI輸出（高電平有效或低電平有效）檢測及其工作模式（比較器或中斷）進行編程。可編程故障隊列計數器允許設置超限測量的次數，必須達到該次數才能觸發OTI輸出，從而防止高噪聲環境中的雜散現象觸發OTI輸出。AD7416/AD7417/AD7418的寄存器通過 I2C? 兼容串行接口...

發表于 2019-02-15 18:38
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AD7417 10位數字溫度傳感器和四通道ADC

和特點      10位ADC，15 μs和30 μs轉換時間 1個和4個單端模擬輸入通道 片內溫度傳感器：?40°C至+125°C 片內采樣保持器 過溫指示器     轉換結束時自動關斷 寬電源電壓范圍：2.7 V至5.5 V I2C兼容型串行接口 可選串行總線地址，一條總線最多可以連接8個AD7416/AD7417器件     產品詳情 AD7417和AD7418是10位、四通道和單通道ADC，具有片內溫度傳感器，可采用2.7 V至5.5 V單電源供電。這些器件內置15 μs逐次逼近型轉換器、5通道多路復用器、溫度傳感器、時鐘振蕩器、采樣保持器和基準電壓源(2.5 V)。AD7416僅具有溫度監控功能，采用8引腳封裝。通過多路復用器通道0可以訪問這些器件上的溫度傳感器。選擇通道0并啟動轉換后，轉換結束時產生的ADC碼為環境溫度的測量結果（25°C時精度為±1°C）。可以將溫度的上下限編程寫入片內寄存器，器件提供一個開漏過溫指示器(OTI)輸出；當溫度超過限值時，該輸出有效。配置寄存器允許對OTI輸出（高電平有效或低電平有效）檢測及其工作模式（比較器或中斷）進行編程。可編程故障隊列計數器允許設置超限測量的次數，必須達到該次數才能觸發OTI輸出，從而防止高噪聲環境中的雜散現象觸發O...

發表于 2019-02-15 18:38
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AD7418 10位數字溫度傳感器和單通道ADC

和特點      10位ADC，15 μs和30 μs轉換時間  1個單端模擬輸入通道  片內溫度傳感器：?40°C至+125°C 片內采樣保持器  過溫指示器      轉換結束時自動關斷  寬電源電壓范圍：2.7 V至5.5 V I2C兼容型串行接口  可選串行總線地址，一條總線最多可以連接8個AD7416/AD7417器件      產品詳情 AD7417和AD7418是10位、四通道和單通道ADC，具有片內溫度傳感器，可采用2.7 V至5.5 V單電源供電。這些器件內置15 μs逐次逼近型轉換器、5通道多路復用器、溫度傳感器、時鐘振蕩器、采樣保持器和基準電壓源(2.5 V)。AD7416僅具有溫度監控功能，采用8引腳封裝。通過多路復用器通道0可以訪問這些器件上的溫度傳感器。選擇通道0并啟動轉換后，轉換結束時產生的ADC碼為環境溫度的測量結果（25°C時精度為±1°C）。可以將溫度的上下限編程寫入片內寄存器，器件提供一個開漏過溫指示器(OTI)輸出；當溫度超過限值時，該輸出有效。配置寄存器允許對OTI輸出（高電平有效或低電平有效）檢測及其工作模式（比較器或中斷）進行編程。可編程故障隊列計數器允許設置超限測量的次數，必須達到該次數才能觸發OTI輸出，從而防止高噪聲環境中的雜散現象觸發...

發表于 2019-02-15 18:38
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LTC2996 具警報輸出的溫度傳感器

和特點 可將遠端或內部二極管溫度轉換為模擬電壓可調的過溫和欠溫門限電壓輸出與溫度成比例±1℃ 遠端溫度準確度±2℃ 內部溫度準確度內置串聯電阻抵消漏極開路警報輸出2.25V 至 5.5V 電源電壓1.8V 基準電壓輸出200μA 靜態電流10 引腳 3mm x 3mm DFN 封裝 產品詳情 LTC?2996 是一款高準確度溫度傳感器，具有可調過溫和欠溫門限以及漏極開路警報輸出。該器件可將一個外部二極管傳感器的溫度或其自身芯片的溫度轉換為一個模擬輸出電壓，并抑制由于噪聲和串聯電阻引起的誤差。將測量的溫度與采用阻性分壓器設定的上限和下限進行比較。如果超過門限，則器件將通過把對應的漏極開路邏輯輸出拉至低電平以傳送一個警報信號。LTC2996 可采用普遍使用的 NPN 或 PNP 晶體管或者新式數字器件內置的溫度二極管提供 ±1℃ 的準確溫度結果。一個 1.8V 基準輸出簡化了門限設置，并可用作一個 ADC 基準輸入。LTC2996 采用緊湊型 3mm x 3mm DFN 封裝，為溫度監視提供了一款準確和低功率的解決方案。應用 溫度監視和測量 系統熱控制 網絡服務器 臺式電腦和筆記本電腦 環境監測 方框圖...

發表于 2019-02-15 18:38
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光纖光柵傳感器的工作原理：光纖光柵傳感技術的基本原理及其優缺點

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基本原理
光纖光柵是利用光纖材料的光敏性：即外界入射光子和纖芯相互作用而引起后者折射率的永久性變化，用紫外激光直接寫入法在單模光纖的纖芯內形成的空間相位光柵，其實質是在纖芯內形成一個窄帶的濾光器或反射鏡。
常用的Bragg光纖光柵屬于反射型工作器件，當光源發出的連續寬帶光（下圖中Ιi）通過傳輸光纖射入時，它與光場發生耦合作用，對該寬帶光有選擇地反射回相應的一個窄帶光（下圖中Ιr），并沿原傳輸光纖返回；其余寬帶光（下圖中Ιt）則直接透射過去，在下一個具有不同中心波長的光纖光柵處進行反射，多個光纖光柵陣列形成光纖光柵傳感網絡。
各光纖光柵反射光的中心波長λ為：
（1）
式中n為纖芯的有效折射率；Λ為纖芯折射率的調制周期。目前，在結構變形和溫度監測中，普遍采用周期Λ＜1 μm的短周期光纖光柵傳感器，其反射波長人稱為Bragg波長。根據式（1），解調出反射光波長即可以尋址到光纖光柵傳感網絡中每個傳感器。
反射回來的窄帶光的中心波長隨著作用于光纖光柵的溫度和應變成線性變化，中心波長的變化量為：
（2）
式中ε為應變量；Δt為溫度變化量。由式（2）可知，光纖光柵反射光中心波長同時受溫度和應變的影響，比較成熟的方法是采用同種溫度環境下的光纖光柵溫度補償傳感器進行克服。
光纖光柵傳感器可以用于應力、應變或溫度等物理量的傳感測量，具有較高的靈敏度和測量范圍。在光纖若干個部位寫入不同柵距的光纖光柵，就可以同時測定若干部位相應物理量及其變化，實現準分布式光纖傳感。
光纖光柵傳感技術的優點在于：
1）抗電磁干擾，傳輸距離遠。
2）多個不同類型的傳感器可以在一條光纖上串接復用，增加了系統容量。
3）以反射光的中心波長表征被測量，系統安裝及長期使用過程中無需定標。
4）適合結構健康監測（SHM）系統中長距離動靜態應變信號（電壓信號微弱，易受干擾）的采集。
光纖光柵傳感技術的缺點在于：
1）光纖光柵直接反映應變和溫度耦合的變化，在測量應變時，必須進行溫度補償。
2）光纖光柵較適用于測量基于應變和溫度變化的靜態或準靜態物理量（如應變、應力、溫度、位移、索力、壓力等），不適用于測量動態信號（如振動信號）和 濕度、風速等信號。
3）光纖光柵傳感器和解調設備不便于現場調試。為減少光纖信號損耗并避免空氣或灰塵進入法蘭盤導致激光無法傳輸，一般使用光纖熔接的方式接聯傳感器，這樣不能滿足在現場調試階段經常拆換傳感器的需要。
4）現有的解調設備往往由工控機構成，工作溫濕度范圍、抗震及耐腐蝕性能受限，不耐惡劣環境。
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關于VISN-iFBG-S15光纖光柵解調儀
VISN-iFBG-S15是適合光纖布拉格光柵（FBG）光學傳感器的15通道光纖光柵解調儀。2Hz采樣頻率可以測量低速變化的溫度、應變和壓力等物理參數。內置大功率波長掃描型激光器，每個光學通道具有80nm波長范圍（1510nm~1590nm），波長解調精度達1pm，可同時連接16個FBG傳感器（取決于傳感器波長范圍）。解調儀支持GPS同步，便于采集站間同步，適用于橋梁、大壩、建筑物等長期狀態監測。
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