光时域反射仪的工作原理

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光时域反射计（OTDR3000)是通过被测光纤中产生的背向瑞利散射信号来工作的,测试的项目是光纤的长度，光纤衰耗，光纤故障点和光纤的接头损耗,是检测光纤性能和故障的必备仪器由于光纤自身的缺陷和掺杂成份的均匀性,使之它们在光子的作用下产生散射,如

果光纤中(或接头时)有几何缺陷或断裂面,将产生菲涅尔反射,反射强弱与通过该点的光功

率成正比,也反映了光纤各点的衰耗大小,因散射是向四面八方发射的,反射光也将形成比较大的反射角,散射和反射光就是极少部份,它也能进入光纤的孔径角而反向传到输入端,假如光纤中断,即会从该点以后的背向散射光功率降到零。根据反向传输回来的散射光的情况来断定光纤的断点位置和光纤长度。这就是时域反射计的基本工作原理。

OTDR(光时域反射仪)操作手册

CMA8800光时域反射测试仪操作手册郑州维修中心

目录第一章快速开始第二章概览第三章OTDR测量模式第四章储存及打印功能附录 CMA8800的特点及日常维护

第一章快速开始 1.1仪器供电 CMA8800是通过220VAC适配器/充电器从外部供电。注意：CMA8800不能用内置电池供电! 电源开关位于上面板的右侧。按下开关即可启动。 1.2启动顺序当该单元上电后，首先出现了一个开始画面，包括软件版本及日期，接着单元进行自检。结果显示如图1-2所示。当自检结束后，按下PAUSE可以读屏幕上的信息。按下“继续”可以继续进行操作。图1－2典型设备和自检屏幕 1.3操作模式选择屏幕当上电完成后，将显示一个可供选择模式的屏幕，每一种可见的模式均位于相应软键的旁边，你只要按下相应的键就按相应的模式进行操作。这里为有经验的用户出了每一种模式的快速操作信息，详细的信息见于手册中后面的章节。

1.3.1故障定位模式故障定位模式是一种快速确定光纤端/断点位置的方法。当你按下FAULT LOCATE，首先就开始一个光纤接口质量的检查（如果在附加设置中，光纤接口质量的检查功能已启动），这个检查会告诉你基于用户在快速设置菜单中所定义的背向散射系数的连接是不好的、一般的还是好的。当检查进行测试完成后，光纤端/断点显示如图1－4所示。通过按下硬键TEST/STOP或者模式屏幕软键可使测试取消，

1.3.2配置模式按“配置模式”键进入“快速设置菜单”屏，在这里设置自动测试功能及测量参数，参见3.1节和3.2关于快速设置和附加设置的信息按“启动”键显示光纤存储信息屏幕(如图1-5所示)，从这里你可以输入描述新的测试的信息，按“继续”就到达了连接光纤屏幕，接着再按“继续”就开始进行测试。如需要，此时可按“模式屏”回到模式选择屏幕。 1.3.3专家模式专家级的OTDR模式是为那些想应用CMA8800更先进功能的用户而设计的，所有的OTDR功能均见于这种模式。按软键“专家模式”进入快速设置菜单（参见图3－1）；在此处，你可以在测试之前设置所有的必要的参数；目前的设置决定了自动执行哪些操作功能，如果“全自动”设为开，则所有的操作均被认定为自动执行，如果“全自动”设为关，则你必须选择哪一种操作是自动执行的。按下“启动”进入显示曲线屏幕，按下硬键“REAL TIME”开始运行实时扫描，再按下硬键“REAL TIME”可以终止实时扫描状态。按下硬键“TEST/STOP即可开始测试。 1.3.3.1曲线显示屏幕从设置状态按GO就显示了一个与图6-1相似的曲线屏。 1、图标行在曲线图形区上方的图标行，显示了对比曲线和背景曲线参考的曲线文件名和其他信息，包括该曲线是否已被滤波、是否被施加衰减、是否进行过曲线分析的，测试平均是否未完成等产，对比曲线的文件名在屏幕左边显示，背景曲线(如果存在)的文件名在网络上的屏幕右边显示。光标行图标：有效结果表平滑已经运行正在行进数据采集差值比较光标锁定曲线被施加衰减

常用传感器的工作原理及应用

3.1.1电阻式传感器的工作原理应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象弹性应变：当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变弹性元件：具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。工作原理：当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的电阻值变化，通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。结构：应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。应用：广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1．电阻应变效应 ○

电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。 2．电阻应变片的结构基片 b l 电阻丝式敏感栅金属电阻应变片的结构 4．电阻应变式传感器的应用（1）应变式力传感器被测物理量：荷重或力一

二主要用途：作为各种电子称与材料试验机的测力元件、发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等（2）应变式压力传感器主要用来测量流动介质的动态或静态压力应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式弹性元件。（3）应变式容器内液体重量传感器感压膜感受上面液体的压力。（4）应变式加速度传感器用于物体加速度的测量。依据：a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时，电容量C 也随之变化。 d S C ε=

光时域反射仪(OTDR)作业指导书

光时域反射仪（OTDR）作业指导书为规范测试单模光纤的光时域反射仪的操作，特制定本规定，本标准适用于本公司使用的光时域反射仪。 2.引用文件《GB15972.40-2008-T_光纤试验方法规范_第40部分衰减》《G652D单模光纤检验规范》 3.测试工具光时域反射仪、切割刀、尾纤、树脂剥除钳、光纤连接器、匹配液等。 4.操作程序 4.1测试程序 4.1.1打开主机电源开关，机器预热30分钟，将尾纤与设备连接（连接后确保实时图像中尾纤部分平直）。 4.1.2 打开测试软件，将点检光纤外端通过光纤耦合器与尾纤连接。 4.1.3手动测试 (1)将下面如图(1)所示的参数设定好后（量程选择光纤长度的1.5到2倍之间），点击“FREERUN”，出现光纤连接的实时图像（要求尾纤与光纤的连接大致在一条斜线）。选择波长（1310nm和1550nm）选择量程更改择射率图(1) (2) 点击“AVERAGE”，开始测试，点击LSA键读取1310nm和1550nm的衰减值。 4.1.4自动测试 (1)选择菜单栏上Analysis, 出现如图(2)所示界面。选择TDF.wsf，开始测试。

图(2) (2)出现图(3)画面，根据提示，输入光纤盘号。图(3) (3)出现图(4)画面，根据提示，输入光纤各种信息，主要是光纤长度。图(4) (4)如果连接正常，点击确定。如图所示： (5)根据提示，将待检光纤里端连接仪器，点击确定。如果连接正常，点点击确定，继续测试。 (6)结束后，将测试结果记录于点检表中，判断点检是否合格。 (7)每天由下班组提前10分钟，做好所有设备和地面的清洁卫生工作。 5.注意事项 5.1输入光纤盘号时不能重复使用同一个盘号。 5.2 对于不同光棒生产出的光纤，要更改光纤的折射率，否则对光纤长度测量的准确性会有影响，选用 1550nm波长测量光纤长度。 5.3光纤未连接时不能测量数据，容易造成仪器损坏。 6.安全和环境要求 6.1设备放置于固定位置，防冲击，防污染，以保证设备使用的安全。 6.2在常温常湿的环境下进行测量。

光时域反射仪OTDR的基本原理

OTDR的基本原理 OTDR勺基本原理什么是OTDR? 基础 OTDR将激光光源和检测器组合在一起以提供光纤链路的内视图。激光光源发送信号到光纤中，检测器接收从链路的不同元素反射的光。激光光源发送信号到光纤中，检测器在光纤中接收从链路的不同元素反射的光。发送的信号是一个短脉冲，其携带有一定数量的能量。然后，时钟精确计算出脉冲传播的时间，然后将时间转换为距离，便可以得知该光纤的属性。当脉冲沿着光纤传播时，由于连接和光纤自身的反射，一小部分脉冲能量会返回检测器。当脉冲完全返回检测器时，发送第二个脉冲一直到取样时间结束。因此，会立刻执行多次取样并平均化以提供链路元件的清晰特性图。取样结束后，执行信号处理，除了计算总链路长度、总链路损耗、光回损(ORL)和光纤衰减外，还计算每个事件的距离、损耗和反射。使用OTDR的主要优势在于单端测试，只需要一位操作人员和一台仪器来鉴定链路质量或查找网络故障。图#1显示了OTDR的框图。图1. OTDR框图图1 OTOR框图* 反射是关键如前文所述，OTDR通过读取从所发送脉冲返回的光级别以显示链路情况。请注意，有两种类型的反射光：光纤产生的连续低级别光称为Rayleigh 背向散射，连接点处的高反射峰值称为Fresnel反射。Rayleigh背向散射用于作为距离的函数以计算光纤中的衰减级别(单位是dB/km)，在OTDR轨迹中显示为直线斜率。该现象来源于光纤内部杂质固有的反射和吸收。当光照射到杂质上时，一些杂质颗粒将光重定向到不同的方向，同时产生了信号衰减和背向散射。波长越长，衰减越少，因此，在标准光纤上传输相同距离所需的功率越小。图2说明了Rayleigh 背向散射。图2. Rayleigh 背向散射 -iOR Puuse GEhJERATOft Dlf Ei?Tl JNAL C OUPLER ? Waller —Distance range

光时域反射仪(OTDR)操作规程

光时域反射仪（OTDR）操作规程 1、试验目的：测量光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位 2、试验人员：试验协助员负责连接光纤、操作仪器，试验负责人负责监护 3、试验设备：Micro-OTDR光时域反射仪，其工作电源为5V电池可靠供电，测量范围：500m—240kM可自适应选择，平均时间为15秒—3分钟可供选择，脉冲宽度为 30—300ns、1us—2.5us，波长可选1550波长或1310波长 4、注意事项： 4.1避免设备磕碰损坏 4.2 禁止非专业人员拆卸或任意打开部件 4.3 使用完毕后拧紧法兰头 5、操作步骤： 5.1 OTDR试验前的准备 5.1.1 检查光缆两端有无光源；有光源须通知试验协助员关闭两侧设备光源，无光源可直接测试 5.1.2检查设备接口是否良好确无异物，有异物须用酒精棉擦拭干净 5.1.3 通知试验协助人员取下需测量光纤并记录光纤序号 5.2试验设备与测量准备 5.2.1 准备测试仪 5.2.2 连接光纤前确认设备电源处于关闭状态 5.2.3 开机检查仪器电池电源充足检查设备状态完好 5.3 试验设备操作 5.3.1 打开电源开关，进入设备主菜单 5.3.2 连接尾光纤至设备上端OTDR接口处并拧紧接头

图1：连接尾光纤至设备 5.3.3 测试实验前检查设备参数信息设置（可选择自动模式）图2：检查设备参数设置注意接口牢固可靠选择测量参数按下选择参数信息配置当前配置参数

5.3.4 点击键测试键开始测试图3：按下Real 键测试 5.3.5 点击info 查看测试结果图4：试验参数记录 1、查看当前光纤通道总长度 2、查看测试记录波长 3、记录当前光纤总衰减（平均距离衰减度0.2—0.5dB 为合格) 观察测试状态点击测试

传感器及其工作原理教案

江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例《传感器及其工作原理》的创新教学设计王刚教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图

教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法一．课题的引入二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答）师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作用。师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。师生总结：声光控开关师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都（演示实验1：干簧管传感器）（干簧管的实物及原理图）学生对干簧管并不熟悉，因此才有了好奇。声光控开关在生活中很普及，所以又有亲切感

光时域反射仪OTDR测量复杂鬼影分析

“鬼影”是使用光时域反射仪（OTDR）测量时经常会出现的现象，是一种与事实不相符合的影像。常常在测量较短光纤链路中出现。我们知道，OTDR测量是通过发出探测光脉冲对光纤进行探测，在遇到有介质不同（折射率不同）的位置，如机械式连接器、冷接端子等就会发生反射，OTDR会检测到这些反射光，在曲线上反应出来的就是反射事件。 “鬼影”产生的原因一般是由于反射光遇到连接器发生了第二次反射，有时由于反射光能量较强，链路又较短会发生多次反射，对光纤链路进行了多次的探测，形成多个“鬼影”。如下图：由以上原因，我们可以了解到由于再次探测光纤在曲线上又会反应出另一个反射事件，因此“鬼影”的位置信息一定是实际反射位置信息的整倍数关系。如上图，a＝b。那么判断“鬼影”主要利用这种位置信息的关系来判断。下面给大家分析一些实例，这些实例远比上图复杂的多。 1、鬼影实例一

这条测试曲线看起来反射事件非常多，复杂得令人眩目。但我们仔细分析一下就会发现，大多数反射事件均是鬼影，只有峰1和峰2才是真正得反射事件。应用鬼影发生得原因可以分析出那些是鬼影。这些鬼影对实际测试影响很大，如果不仔细进行分析很难分辨。为什么会出现如此复杂的测试曲线呢？究其原因是几个原因造成。 1、链路短。因此反射光能量很强，造成多次反射，形成多个鬼影。 2、链路中存在多个机械连接器，且距离较近。峰2的反射到峰1就发生再次反射，重新探测以峰1作为开始点的光纤链路，由于峰1与峰2距离很近，这股连续反射光始终保持了相当的强度。因此后边连续出现了多个峰2的鬼影。 2、鬼影实例二上图中，真正的反射事件只有1、2、3、5几个，其他均是鬼影，结束点应该是峰5。其形成原因与分析方法与实例一是一样的，只是该曲线更具有隐蔽性，需要仔细研究光路才能作出正确分析。

光时域反射仪

光时域反射仪科技名词定义中文名称：光时域反射仪英文名称：optical time-domain reflectometer;OTDR 定义：通过对测量曲线的分析，了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器。所属学科：通信科技（一级学科）；通信计量（二级学科）光时域反射仪OTDR（Optical Time Domain Reflectometer），是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。 OTDR用于光缆线路的施工、维护之中，可以进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。编辑本段 9.6.1 光时域反射仪概述 ? 光时域反射仪OTDR（Optical Time Domain Reflectometer），是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，广泛应用于实验、教学和施工现场。OTDR采用背向散射测试技术，能够测试整个光纤链路的衰减，并能提供和长度有关的衰减细节。OTDR同时可测试接头损耗及故障点。它具有非破坏性且只需在一端测试的优点。OTDR 功能多、操作简便、测量的重复性高、体积小、不许其它仪表配合、能自动存储和打印测量结果，目前已成为光通信系统工程检测中最重要的仪表。如图9-13所示是HP8147光时域反射仪。光时域反射仪（OTDR）的主要功能为： ? （1）单光盘光缆传输损耗和光缆长度的检测。

? （2）光缆连接工艺的监测。 ? （3）中继段状态的测量，包括各盘光缆的损耗、各个接头的损耗及整个种极端的平均损耗的测量。 ? （4）线路故障原因及故障点位置的准确判断。 ? （5）OTDR自动存储、打印的背向散射信号曲线可以作为线路的重要技术档案。 9.6.2 OTDR 9.6.2 OTDR工作原理工作原理 1．瑞利散射瑞利散射：当光线在光纤中传播时，由于光纤中存在着分子级大小的结构上的不均匀，光线的一部分能量会改变其原有传播方向向四周散射，这种现象被称为瑞利散射。其强度与波长的4次方（λ4）成反比，其中又有一部分散射光线和原来的传播方向相反，被称为背向散射，如图9-14所示。

光时域反射仪使用说明书

AQ7260 OTDR 光时域反射仪简易操作手册第１版　２００５年３月

前言感谢您购买ＡＱ７２６０。本操作手册循序渐进地介绍了实际测量工作流程，简单的仪表操作，使初学者容易上手。同时我们还提供AQ7260用户手册（英文版），该手册介绍仪表的所有功能以及使用时的安全注意事项。使用前请阅读两本手册。目录第一章　测量前的准备事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－１　连接光模块和连接适配器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－２　打开电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－２－１　连接电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－２－２　接通电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－３　连接测量光纤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３第二章按键和显示画面说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２－１　按键．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２－２　显示画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２－３　画面显示设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５第三章　测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１　使用单键进行自动测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１－１　开始测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１－２　停止测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１－３　确认和改变测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７３－１－４　初始化测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８３－２　手动测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９３－２－１　设置测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９３－２－２　实时测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０３－２－３　平均化操作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１３－２－４　放大、缩小和移动波形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１３－２－５　距离测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２３－２－６　测量连接损耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１４３－２－７　测量回波损耗量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５３－３　自动搜索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６第四章　测量数据的记录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７４－１　保存．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７４－２　调用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９４－３　删除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２０４－４　打印．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１４－４－１　打印显示画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１４－４－２　打印文件数据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１４－５　复制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３ 1

2015—2016学年鲁科版选修3-2 常见传感器的工作原理教案

5.2 常见传感器的工作原理［课时安排］1课时［教学目标］：（一）知识与技能 1．通过实物认识光敏电阻，了解光传感器的工作原理。了解光传感器的用途。2．通过实物认识热电偶和热敏电阻，了解温度传感器的工作原理。了解温度传感器的用途。 3．利用传感器制作简单的自动控制装置，通过实验认识传感器，体会非电学量转换成电学量好处。（二）过程与方法实验探究及要求学生使用多种资源去收集信息，多整理信息，最后形成书面报告在课堂上与教师和同学交流。（三）情感、态度与价值观激发学生的学习兴趣，拓展他们的视野，培养学生收集信息、与他人进行交流的能力，提高他们的创新意识。通过分析事例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度。［教学重难点］：光敏电阻和热敏电阻的工作原理及实验设计［教学器材］：光敏电阻和热敏电阻，小灯炮，干簧管，欧姆表，烧杯，导线，二极管，干电池，开水等［教学方法］：实验探究，讲授［教学过程］（一）引入新课通过教师演示实验，用光敏电阻控制小灯炮的亮暗。（二）进行新课一、.光电传感器原理 1、工作原理：光电传感器是指能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转换成电学量信号器件。光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 2、干簧管： 3、光敏电阻： A：实验探究及见课件：用多用电表测量光敏电阻的阻值，改变入射到光敏电阻上光的强度，再次测量阻值，并将各数据记人表格

传感器分类及常见传感器的应用

机电一体化技术常用传感器及其原理班级：机械设计制造及其自动化姓名：学号：

一、传感器的分类传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。按工作原理可划分为： 1．电学式传感器电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2．磁学式传感器磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的

测量。 3．光电式传感器光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4．电势型传感器电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5．电荷传感器电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7．谐振式传感器谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。另外，根据传感器对信号的检测转换过程，传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出，如光敏电

AXS-110 光时域反射仪操作讲解

AXS-110讲解 AXS-110系列有很多配置，不同的波长不同的选件价格不一样，目前中国电信集采的两波长AXS-110-023B(数量至少600套)为标准配置：功能为1310/1550nm,37/35DB 的OTDR功能、1310/1550nm 的光源功能、接口为FC圆头。测试前先检测查双方接头的规格（跳线应该为FC/UPC）、清洁程度（最好是用棉签沾点高浓度酒精擦一下）、自身对整条测试线路的初步判断和理解。 1.操作讲解： a.如果不知道整条线路有多长，先用自动测试测试一下，只需要选择波长就可以了，其他不用选择，再按下测试健就可以了。 b.如果对线路长度非常了解，需要更精确地测试，就用手动测试：选择长度（只需要比实际长度长点且接近它的距离）、脉冲（根据长度的变化而增加）、时间（15-30秒），再按下测试健就可以了。 c.如果不需要保存且需要实时监控话就用实时测试。 d.曲线的分析：灵活运用F1，F2及其旁边的左右健。上面有参数、保存、事件信息、曲线信息、打开保存：测试完可以按保存直接保存，也可以再测试自动保存。事件信息：对测试曲线的一个简单分析。曲线信息：比较详细的信息。打开：用于调前面的曲线观看，一条好的曲线是有起端有终端，

中间如果有大事件（如大损耗）还会有大的事件点。末端成端了一定有波峰（没有成端或断了就没有波峰） e.测试参数：最好是不要更改，直接用厂家的默认值。如果不小心更改了，就按MENU进入OTDR设置为默认值。 f.曲线的导出：插可以识别的U盘，按MENU进入信息管理器，活用ENTER及其旁边的上下左右健复制到U盘上，在电脑上装后台软件，看的更加细致。 g.如果路径太多，无法操作时，按ESC健直接到开机界面，对于曲线的放大或缩小，这个进入曲线界面在F1，F2上面的字自然可以看到。 2、注意事项： a.测试事件表第一行有个反射率，在-40左右最佳，如果实际测试反射率大好多（可能是接头没有接好、接头太脏了、跳线质量太差等,必须纠正）。 b.接头为FC圆头，千万记得连接跳线也要是FC圆头的。连接其他头很容易把FC圆头里面的陶瓷芯弄坏，FC圆头是耗材。 c.电池为两块电池，装上去后扭动按钮，盖好盖子（如果有时候开不了机，就要检查电池和盖子是否正常弄好）。前三次充电每次都次充满后用完再充满，充电时候的左边指示灯刚开始显示绿色的，后来慢慢变黄和变红。如果长时间不用电池就要把电池取出来（锂电子电池就算长时间放在手机里不用手机，电池都有可能出问题），电池也为耗材。

光时域反射仪otdr的工作原理及测试方法

光时域反射仪otdr的工作原理及测试方法 OTDR的工作原理：光纤光缆测试是光缆施工、维护、抢修重要技术手段，采用OTDR（光时域反射仪）进行光纤连接的现场监视和连接损耗测量评价，是目前最有效的方式。这种方法直观、可信并能打印出光纤后向散射信号曲线。另外，在监测的同时可以比较精确地测出由局内至各接头点的实际传输距离，对维护中，精确查找故障、有效处理故障是十分必要的。同时要求维护人员掌握仪表性能，操作技能熟练，精确判断信号曲线特征。 OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内，然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质，连接器，接合点，弯曲或其它类似的事件而产生散射，反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。 d=（ct）/2（IOR）在这个公式里，c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间（两值相乘除以2后就是单程的距离）。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以为了精确地测量距离，被测的光纤必须要指明折射率（IOR）。IOR是由光纤生产商来标明。OTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。OTDR就测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。因此，OTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。OTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返

光时域反射

实验二十八、光时域反射实验（OTDR ）一、实验目的 1、光时域反射仪的原理和使用操作。 2、掌握OTDR 的实验系统中光路、电路的调节方法。 3、光纤传输长度的测量。二、实验原理光时域反射仪OTDR 工作原理图如图1。由激光器发出的光脉冲注入到光纤后，在开始端接收到的光能量可以分为两种类型：一种是光纤断面或者连接界面的菲涅尔反射光；另一种是瑞利散射光。通过测量分析这些后向散射光的功率,可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。通过分析衰减曲线，可以知道光纤对光信号的衰减程度，光纤中的联结点、耦合点和断点的位置，以及光纤弯曲和受压过大的情况也可以容易测到(如图2所示)。图1 OTDR 工作原理图图2 OTDR 测量图像对于菲涅耳反射光，设入射光功率为fin P ，反射光功率为fre P ，则由菲涅耳公式可得： 2 22112 211fin fre cos n cos n cos n cos n P P ??? ? ??+-=θθθθ （24.1）上式中21θθ、分别为入射角和折射角，其反射率（用dB 表示）为： ?? ?????????? ??+-?==2 22112211fin fre f f cos n cos n cos n cos n P P 10l g R 10lg dB R θθθθ)()( （24.2）

至于瑞利散射，它是由介质材料的随机分子结构相联系的本征介质常数分布的微观不均匀性所引起的电磁波的散射损耗。在微观分子尺度上来看，当电磁波沿介质传播时，可以从单个分子产生散射，这种散射使波的传播受到阻碍，从而使速度减慢，产生相位滞后。偏离出原来波的传播方向的散射光有随机的相位，这些随机相位的散射子波大部分能相互抵消，而沿传播方向的散射光则相干叠加继续向前传播，其速度为/c 或c/n 。与此同时，尚有少量由分子散射的不相干光没有完全抵消，这些子波逸出传输光束从而形成瑞利散射损耗，其中部分散射功率朝反向传播，此后向散射光功率即为OTDR 的物理基础。当激光不断射入光纤中时，光纤本身会不断产生反向的瑞利散射，通过测量分析瑞利散射光的功率，可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。入射光功率为0P ，频率为ν。当光纤中l 处的反向散射光传播到光纤初始端时的功率为s P ，光纤l 处的损耗为)(l α，则有： )(l 2P P ln dz d 0s α=?? ???????? ?? （24.3）由上式知一根好的光纤的OTDR 曲线应该趋于一条斜率不变的直线。根据上式，光纤中1l 和2l 之间的平均衰减系数为： ???? ??=?? ???????? ??-???? ??=211202011212P P ln 2l 1P P ln P P ln 2l 1 α (24.4) 上式的量纲为1/km ，将其化为dB/km 后，衰减系数公式变为： ??? ? ??=211212P P lg 2l 10α （24.5）利用OTDR 进行光纤线路的测试，一般有三种方式：自动方式、手动方式、实时方式。当需要概览整条线路的状况是，采用自动方式，它只需要设置折射率、波长最基本的参数，其它由仪表在测试中自动设定，按下自动测试键，整条曲线和事件表都会被显示，测试时间短、速度快、操作简单，宜在查找故障的段落和部位时使用。手动方式需要对几个主要的参数全部进行设置，主要用于对测试曲线上的时间进行详细分析，一般通过变换、移动游标、放大曲线的某一段落等功能对事件进行准确定位，提高测试的分辨率。增加测试的精度，在光纤线路的实际测试中常被采用。实时方式是对曲线不断的扫描刷新，可以对光纤网路进行实时监测。 OTDR 可测试的主要参数有：（1）纤长和事件点的位置；（2）光纤的衰减和衰减分布情况；（3）光纤的接头损耗；（4）光纤全回损的测量。光纤距离的测量是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的精确度，应根据被测纤的长度设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”，距离一般选被测纤长的1.5倍，使曲线占满屏的2/3为宜。脉冲宽度直接影响着OTDR 的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉冲宽度也应逐渐加大，脉冲越大，功率越大，可测的距离越长，但分辨率变低。脉宽越窄，分辨率越高，测量也就越精确。一般根据所测纤长选择一个适当大小的脉冲宽度，经常是测试两次后，确定一个最佳值。

光时域反射仪(OTDR)

实验24 光时域反射仪（OTDR） A13组陆林轩033012017 [实验目的] 1、光时域反射仪的原理和使用操作。 2、光纤传输长度和光纤损耗系数的测量。 3、光纤故障点的监测方法。 [实验原理] 光时域反射仪OTDR工作原理图如图1。由激光器发出的光脉冲注入到光纤后，在开始端接收到的光能量可以分为两种类型：一种是光纤断面或者连接界面的菲涅尔反射光；另一种是瑞利散射光。通过测量分析这些后向散射光的功率,可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。通过分析衰减曲线，可以知道光纤对光信号的衰减程度，光纤中的联结点、耦合点和断点的位置，以及光纤弯曲和受压过大的情况也可以容易测到(如图2所示)。图1 OTDR工作原理图图2 OTDR测量图像

对于菲涅耳反射光，设入射光功率为fin P ，反射光功率为fre P ，则由菲涅耳公式可得： 2 2211 2 211fin fre cos n cos n cos n cos n P P ??? ? ??+-=θ θθθ （24.1）上式中21θθ、分别为入射角和折射角，其反射率（用dB 表示）为： ??? ? ??? ???? ? ??+-?==2 22112211fin fre f f cos n cos n cos n cos n P P 10lg R 10lg dB R θθθθ)()( （24.2）至于瑞利散射，它是由介质材料的随机分子结构相联系的本征介质常数分布的微观不均匀性所引起的电磁波的散射损耗。在微观分子尺度上来看，当电磁波沿介质传播时，可以从单个分子产生散射，这种散射使波的传播受到阻碍，从而使速度减慢，产生相位滞后。偏离出原来波的传播方向的散射光有随机的相位，这些随机相位的散射子波大部分能相互抵消，而沿传播方向的散射光则相干叠加继续向前传播，其速度为/c 或c/n 。与此同时，尚有少量由分子散射的不相干光没有完全抵消，这些子波逸出传输光束从而形成瑞利散射损耗，其中部分散射功率朝反向传播，此后向散射光功率即为OTDR 的物理基础。当激光不断射入光纤中时，光纤本身会不断产生反向的瑞利散射，通过测量分析瑞利散射光的功率，可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。入射光功率为0P ，频率为ν。当光纤中l 处的反向散射光传播到光纤初始端时的功率为 s P ，光纤l 处的损耗为)(l α，则有： )(l 2P P ln dz d 0s α=?? ? ??????? ?? （24.3）由上式知一根好的光纤的OTDR 曲线应该趋于一条斜率不变的直线。根据上式，光纤中1l 和2 l 之间的平均衰减系数为： ???? ??=?? ???????? ??-???? ??= 211202011212P P ln 2l 1 P P ln P P ln 2l 1α (24.4) 上式的量纲为1/km ，将其化为dB/km 后，衰减系数公式变为： ??? ? ??= 2112 12P P lg 2l 10 α （24.5）利用OTDR 进行光纤线路的测试，一般有三种方式：自动方式、手动方式、实时方式。当需要概览整条线路的状况是，采用自动方式，它只需要设置折射率、波长最基本的参数，其它由仪表在测试中自动设定，按下自动测试键，整条曲线和事件表都会被显示，测试时间短、速度快、操作简单，宜在查找故障的段落和部位时使用。手动方式需要对几个主要的参数全部进行设置，主要用于对测试曲线上的时间进行详细分析，一般通过变换、移动游标、放大曲线的某一段落等功能对事件进行准确定位，提高测试的分辨率。增加测试的精度，在光纤线路的实际测试中常被采用。实时方式是对曲线不断的扫描刷新，可以对光纤网路进行实时监测。 OTDR 可测试的主要参数有：（1）纤长和事件点的位置；（2）光纤的衰减和衰减分布情况；（3）光纤的接头损耗；（4）光纤全回损的测量。光纤距离的测量是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的精确度，应根据被测纤的长度设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”，距离一般选被测纤长的1.5倍，使曲线占满屏的2/3为宜。脉冲宽度直接影响着OTDR 的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉冲宽度也应逐渐加大，脉冲越大，功率越大，可测的距离越长，但分辨率变低。脉宽越窄，分辨率越高，测量也就越精确。一般根据所测纤长选择一个适当大小的脉冲宽度，经常是测

如何用光时域反射计(OTDR)进行正确的光纤测试

如何用光时域反射计（OTDR）进行正确的光纤测试用OTDR进行测试维护工作，首先应该对OTDR本身的各项参数进行正确的设置；其次是对OTDR各项技术指标的正确理解；第三个需要注意的是不同需求和不同测试环境对测试仪器指标的要求以及测试的方法；最后是对测量曲线的正确解读。在进行正式的介绍之前，首先介绍几个关键的概念：菲涅尔反射，瑞利散射，背向散射法，OTDR的工作原理。瑞利散射：光纤在加热制造过程中，热骚动使原子产生压缩性的不均匀，造成材料密度不均匀，进一步造成折射率的不均匀。这种不均匀在冷却过程中固定下来，引起光的散射，称为瑞利散射，是光纤本身固有的。菲涅尔反射：菲涅尔反射就是大家平常所理解的光反射。该现象通常在不连续界面处发生（例如连接器、适配器等），是气隙、未对准、折射率不匹配等原因导致的结果。需要注意的是能够产生后向瑞利散射的点遍布整段光纤，是一个连续的，而菲涅尔反射是离散的反射，它由光纤的个别点产生，能够产生反射的点大体包括光纤连接器（玻璃与空气的间隙）、阻断光纤的平滑镜截面、光纤的终点等。背向散射法：背向散射法是将大功率的窄脉冲光注入待测光纤，然后在同一端，检测沿光纤轴向向后返回的散射光功率。由于光纤材料密度不均匀，其本身的缺陷和掺杂成分不均匀，引起光纤中小的折射率的变化，当光脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。这种散射向四面八方，其中总有一部分会进入光纤的数值孔径角，沿光纤轴反向传输到输入端。瑞利散射光的波长与入射光的波长相同，其光功率与散射点的入射光功率成正比。测量沿光纤轴向返回的背向瑞利散射光功率可获得沿光纤传输损耗的信息，从而测得光纤的衰减。 OTDR的工作原理：OTDR 类似一个光雷达。它先对光纤发出一个测试激光脉冲，然后观察从光纤上各点返回（包括瑞利散射和菲涅尔反射）的激光的功率大小情况，这个过程重复的进行，然后将这些结果根据需要进行平均，并以轨迹图的形式显示出来，这个轨迹图就描述了整段光纤的情况。下图是OTDR的一个结构简图。图1OTDR的原理图