光纖傳感器的應用典型應用：機敏材料和機敏結構在線檢測建筑混凝土結構內部應力變化。如：橋梁、水壩、核電站、高層建筑、高速公路等。

一、埋入式光纖傳感器干涉型：靈敏度高；結構復雜。偏振光型：靈敏度低；結構簡單。干涉型：相位調制原理見第二節由4-46式，只考慮受力長度變化：

△φ≈β△L=2πnLε/λ(4-50)測量臂與參考臂之差L—標距。測量臂與參考臂之間的相位差反應受力變化。偏振光型傳感器：光源S1L1平行光P1平行偏振光O1PIN1PIN2檢偏P2平行偏振光O2若偏振光偏轉了θ角，則射到PIN2的光強為：

I2=I1cosθ(4-51)上折射率光纖受應力ε時，偏振光相位的變化：

△φ=L△β+β△L

（4-52）光纖彈性模量E1,主體彈性模量E2，則光纖所測應力ε1與主體材料實際內應力ε0的關系：

ε0=ε12E1/(E1+E2)(4-53)二、傳感器的安裝根據主體材料的不同，選擇安裝方式。對鋼筋混凝土主體材料，主要有兩種典型的埋入方法。1）金屬導管安裝法2)預制件安裝法置入2組光纖.無外部力作用時,光纖輸出的光強度為I0;當構件受到應力F時，光纖輸出的光強度為I，則光纖傳感器輸出值相對變化為：

σ=[（I0-I)/I0]X100%=(△I/I0)00%(4-54)

圓梁和彎曲梁中的光纖可以測得各方向的壓力和拉力，見圖4-25。三、力學特性對測量的影響要保證測量的準確性，應考慮埋入混凝土的光纖傳感器與主體（混凝體）的如下力學特性：1.彈性模量不一致.2.泊松比不一致.3.線膨脹系數不一致.結論:作為新技術的光纖傳感器,性能卓越,應用前景光明.作業:1.光纖傳感器的類型、特點及調制方法。

2.分析說明圖4-10的溫度傳感器各部分原理.3.簡述光纖傳感器在混凝土主體測量領域的應用.第五章集成傳感器將敏感元件、信號調理電路等制作在同一芯片上，使傳感器具有很高的性能。如：集成壓敏、溫敏和磁敏傳感器。第一節集成壓敏傳感器兩類：1）硅電容式

2）擴散硅式一、硅電容式集成傳感器由硅壓力敏感電容器、轉換電路和輔助電路構成。1.硅敏感電容器壓敏電容器,電容量與極板距離和面積有關.兩種極板結構:敏感電容Cx；補償電容C0(溫度影響）圓形膜和環形膜的電容值Cx和C0分別由書中式（5-1）、（5-2）、(5-3)和（5-4）計算。由于受壓力電容值變化很小（0.1~10pF),對測量電路的要求高（靈敏度、溫漂）。2.測量電路電容變化→電信號1)交流信號激勵→整流→電壓變化.2)作振蕩電容器→頻率變化.交流信號激勵:Up通過耦合電容Cc為電路供電（方波、正弦波等）正半周:電荷從B→VD2→Cx充電；從A→VD3→C0充電;負半周:放電Cx→VD1→A;C0→VD4→B

無外力作用，Cx=C0,電荷轉移量相等。有外力作用，Cx﹥C0，從B轉移A的電荷大于從A轉移B的電荷,導致A電位高于B電位，減少了從B轉移A的電荷，增加了從A轉移B的電荷，最終達到平衡。平衡后，A、B點電位差=Uo，UA=0.5Uo;UB=-0.5Uo.

△QBA=(Up-0.5U0-Ua)Cx(5-5)△Qab=(Up+0.5U0-Ua)C0(5-6)設C,D點寄生電容Cp

2(Up-Ua)(Cx-C0)Uo=--------------------------(5-7)Cx+C0+2Cp設Up=2V,Ua=0.6V,Cp=2pF,C0=1.7pF,一個大氣壓（1.33X10-3Pa)下，Cx=2.1pF,則U0=144mV.該傳感器性能較好，但由于二極管正相壓降，導致降低靈敏度，對激勵信號幅值要求也高。3.CP8型集成壓敏傳感器改進型，增加MOS管控制整流；前后極增加放大電路部分，提高性能，見下圖。二、擴散硅壓敏傳感器將補償電路和硅壓敏元件構成的全橋電路集成到一起，使之體積小、成本低，尤其溫度補償效果好。Uce=Ube(R5+R6)/R6

（5-9）UB=Uc-Uce（5-10）溫度↑，Ube↓,Uce↓UB↑,補償壓阻靈敏度的降低若R1=R3=R0+KPR0;R2=R4=R0-KPR0,則

Uo=UBKP(5-11)

則Uo與外加壓力P呈線性關系；其靈敏度由壓敏電阻的