?光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于位移測(cè)量，與其它機(jī)械、電子類(lèi)位移傳感器相比獨(dú)有特點(diǎn)，特別是在特殊應(yīng)用環(huán)境、特殊應(yīng)用空間場(chǎng)合有廣闊的應(yīng)用前景。提出利用特性曲線(xiàn)上升段為微小位移測(cè)量工作段、下降段為較大位移測(cè)量工作段的分段測(cè)量方法，使探頭尺寸不變即能達(dá)到擴(kuò)展量程的目的。將光纖端面結(jié)構(gòu)處理成球面透鏡形式，提高了光纖的數(shù)值孔徑比，在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中明顯提高了耦合效率。設(shè)計(jì)了先恒壓、后恒流兩極光源驅(qū)動(dòng)電路，基本解決了光源發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定性問(wèn)題；運(yùn)用高阻抗輸入特性變換電路設(shè)計(jì)，提高傳感器的信噪比。對(duì)暗電流、漏電流等影響測(cè)量精度的干擾源，在電路結(jié)構(gòu)、信號(hào)輸入方式中采取了有效的補(bǔ)償措施。?
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??????? 在現(xiàn)行的鐵路運(yùn)行系統(tǒng)中，鐵路道岔的搬動(dòng)是靠轉(zhuǎn)轍機(jī)來(lái)完成的，而道岔是否搬到位又是借助于一種被稱(chēng)為缺口檢測(cè)的機(jī)械傳動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于這種機(jī)械傳動(dòng)裝置只能檢測(cè)開(kāi)關(guān)量而不能檢測(cè)具體位移量清誤報(bào)警卻不能立刻識(shí)別等缺點(diǎn)，給行車(chē)安全帶來(lái)極大的隱患。為了解決這一問(wèn)題本項(xiàng)目設(shè)計(jì)研制了一種新型的光纖位移傳感器系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)傳感器相比，光纖傳感器具有靈敏度高、頻帶寬，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大，抗電磁干擾，耐高壓，耐腐蝕，保密性好，在易燃易爆環(huán)境下安全可靠，便于與計(jì)算機(jī)相連接、在線(xiàn)測(cè)量和自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。所以光纖位移傳感器很適合在鐵路運(yùn)行系統(tǒng)中應(yīng)用。
項(xiàng)目提出了反射式光纖位移傳感器。標(biāo)尺桿移動(dòng)的范圍較大，而系統(tǒng)只測(cè)量標(biāo)尺桿移動(dòng)偏差的有效范圍，即只測(cè)量偏差量的大小。反射式位移傳感器是利用鏡面反射的原理，把機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成反射體的移動(dòng)，由于接收到的光強(qiáng)隨著反射體移動(dòng)的位移變化而變化，通過(guò)測(cè)量光電轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓就可以實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量。
項(xiàng)目對(duì)光纖位移傳感器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)際測(cè)量了光纖位移傳感器的輸入一輸出特性，設(shè)計(jì)了基于信息融合理論的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。由于在測(cè)量系統(tǒng)中采用了光纖傳感技術(shù)，解決了其它測(cè)量方法中無(wú)法消除電磁干擾，使用壽命短，不耐高溫，不耐腐蝕等問(wèn)題，與傳統(tǒng)只測(cè)量開(kāi)關(guān)量的方法相比，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了位移的準(zhǔn)確測(cè)量，并能對(duì)出現(xiàn)的誤報(bào)警及時(shí)進(jìn)行判斷。經(jīng)過(guò)軟件擬合，系統(tǒng)中的測(cè)量精度可以達(dá)到0.01mm。完全達(dá)到鐵路系統(tǒng)中轉(zhuǎn)轍機(jī)在道軌搬動(dòng)中測(cè)量的誤差要求。