一、光纖傳感器的基本組成、原理及特點
1)光纖的組成及光波的傳播特性
光纖由圓柱形的纖芯及圓同心的保護層組成，保護層的制造材料通常為聚合物、玻璃或陶瓷。纖芯的內(nèi)徑是由所需的光波導性能決定的，而保護層的外徑一般略大于100μm。纖芯的折射率一般略大于保護層，這是光波的傳播性質(zhì)所決定的。
2)光纖傳感器的基本組成
通常情況下，光纖傳感器由光源、 長度的傳感或傳輸用光纖、光電檢測器、解調(diào)器及信號處理電路等部分組成。
光源發(fā)出的光禍合進光纖，經(jīng)光纖進入調(diào)制區(qū)(測量區(qū))，在調(diào)制區(qū)內(nèi)外界被測參數(shù)作用于進入調(diào)制區(qū)內(nèi)的光信號，使其光學性質(zhì)如光的強度、波長、頻率、相位偏振態(tài)等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號光；再經(jīng)過光纖送入光檢測器，光檢測器對進來的光信號進行轉(zhuǎn)換，而輸出電信號； 后對電信號進行信號處理而可用信號，從而獲得被測參數(shù)。光纖傳感器可以測量的環(huán)境參量主要有應(yīng)力、溫度、振動、化學濃度及電磁場等等。
3)光纖傳感器的原理
光纖傳感器是用光在不同的物理狀態(tài)下，在光纖中傳播的光的干涉、衍射、偏振、反射等物理特征的變化，進行各種物理量的測量裝置。光纖傳感器一般是由光源、接口、光導纖維、光調(diào)制機構(gòu)、光電探測器和信號處理系統(tǒng)等部分組成。來自光源的光線，通過接口進入光纖，然后將檢測的參數(shù)調(diào)制成幅度、相位、色彩或偏振信息， 后利用微處理器進行信息處理。
簡言之，光纖傳感器的原理就是用被測量的變化調(diào)制傳輸光光波的某一參數(shù)，使其隨之變化，然后對已調(diào)制的光信號進行檢測，從而被測參量；即將被測參量轉(zhuǎn)換為光信號參數(shù)的變化。
4)光纖傳感器的特點
光纖傳感器突出的優(yōu)點是光信號不僅能直接感知，而且還可以利用半導體二極管，進行光電轉(zhuǎn)換，還具有、性好、體積小、重量輕、原材料硅資源豐富、抗電磁干擾、、耐高壓、電絕緣性能好、可撓曲、、頻帶寬、損耗低等特點。同時，它還便于與計算機相連，實現(xiàn)智能化和遠距離監(jiān)控。此外，光纖傳感器相比于其它傳感器有著的優(yōu)越性：
?、俟饫w傳感器不受雷電和所有電磁干擾；
?、诠饫w傳感器準確率和重復(fù)率高；
?、酃饫w傳感器的體積小，重量輕；
?、懿ㄩL移動與應(yīng)變的比例因子是恒定的，沒有零點漂移的問題，能進行長時期測量；
?、莨饫w傳感器的抗侵蝕性強；
⑥許多FBG傳感器可以沿著光纖多通道應(yīng)用，并可通過單獨的引線進行單獨的詢問。
二、光纖傳感器種類及測試水平
1)光纖傳感器的分類
光纖傳感器根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為3類。
①利用光纖的低損耗和直徑細微的特點制成的傳感器，稱為傳輸型光纖傳感器。這種傳感器中，光纖只被當作傳光的媒介，只起到傳光的作用。對待測對象的調(diào)制功能是依賴其它物理性質(zhì)的敏感元器件來實現(xiàn)的。對于傳輸型傳感器， 在光纖端面加裝其他傳感器才能構(gòu)成傳感器，通常是通過光纖干涉儀來實現(xiàn)的。這類光纖傳感器可以監(jiān)測溫度、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、位移等物理量。
?、诶霉饫w與光波本身受被測對象影響而發(fā)生變化的特性制成的光纖傳感器，稱為傳感型傳感器。它是利用光纖本身對外界被測對象具有敏感能力和檢測功能這一特性而的傳感器。光纖在被測對象的作用下，光的強度、相位、偏振態(tài)等光學特J陛了調(diào)制。由于這種傳感器能在整個連續(xù)光纖的長度上以距離的連續(xù)函數(shù)的形式傳感出被測參數(shù)隨光纖長度方向的變化，因此，也稱為分布式光纖傳感器。在分布式光纖傳感器系統(tǒng)中，光纖既是傳輸媒體，也是傳感媒體。
?、蹖鬏斝秃蛡鞲行偷墓饫w傳感器復(fù)合而成的，稱為系統(tǒng)型傳感器。
2)光纖傳感器的測試水平
用不同材料、工藝可制成不同光纖傳感器。目前，光纖溫度傳感器可探測到2000℃的高溫，靈敏度達±1℃；普通型光纖傳感器在-10~300℃范圍，精度為±1~±3℃，響應(yīng)時間為2s。
