这些模块中的大多数履行电丈量，可是许多运用具有环境或物理约束，使得电传感器的运用极具应战性。走运的是，光纤传感器的固有特性处理或消除了许多这些问题。了解光纤传感的基础知识，这项新技能怎么处理电传感器面对的许多问题。
光学传感基础知识
传统的电传感器运用传感器将物理现象转换为电信号，然后经过数据收集体系对其进行调理，数字化和缩放至预期值。虽然它们无处不在，但这些传感器具有固有的局限性，而且在某些类型的运用中运用电传感器是不切实际的，假如不是彻底不可能的话。光纤传感器为这些应战供给了超卓的处理方案。
从根本上说，光纤传感器的工作方式与电气传感器相似，但运用光而不是电和玻璃纤维替代铜线。在电传感器能够调理比如电流，电阻或电压的电特性的情况下，光纤传感器调制光的一个或多个特点，包含强度，相位，偏振或波长。
光学传感技能取决于光纤 – 一种比人类头发更薄的玻璃，在其中心内传输光。该光纤由三个首要部分组成：芯，包层和缓冲涂层。包层将杂散光反射回中心，保证经过中心传输，一起光线丢失最小。这是经过保证芯资料具有比包层更高的折射率来完成的，然后引起光的彻底内反射。外部缓冲涂层可维护光纤免受外部条件和物理损坏。它能够包含许多层，详细取决于所需的巩固程度。
图1：典型光纤的横截面
虽然存在许多类型的光纤传感器，但最常用的是光纤布拉格光栅（FBG）。布拉格光栅是折射率的改变，它们以称为光栅周期的周期性距离“写入”光纤的纤芯内。当输入光信号照射到FBG上时，光栅之间的距离导致每个光栅的反射相长干与并反射特定波长的光，称为布拉格波长（见图2）。
图2：FBG光学传感器的操作
应变和温度的改变影响FBG的有用折射率（ne）和光栅周期（Λ），这导致依据下面的等式1的反射布拉格波长（B）的偏移。因而，能够丈量波长偏移以确认应变和/或温度的相应改变。因为应变和温度都会影响布拉格波长（然后影响丈量），因而温度补偿是大温度或应变规模测验的重要考虑要素。
FBG能够制造成具有各种光栅周期并因而具有各种布拉格波长，使得同一光纤上的不同FBG传感器能够反射共同的光波长。这使得每个波长在光谱规模内互相可区别。根据它们各自的布拉格波长在同一光纤上区别FBG的进程称为波分复用。只要与每次丈量相关的波长偏移不会导致一个FBG传感器的布拉格波长跨过另一个FBG传感器的布拉格波长，同一光纤上的数十个传感器就能够进行独立丈量。
用光学传感处理问题
任何一直在尽力处理噪音过滤，屏蔽，布线问题或传感器损坏问题的人都能够告诉您，电子传感器有一些运用难以习惯。运用电子传感器时遇到的四个最扎手的应战是在电气恶劣条件下坚持可靠性，抵挡恶劣环境中的退化，运用多个传感器经济地检测大面积区域，以及将传统传感器安装到受限空间中。经过运用光纤传感器而不是电传感器能够处理这些扎手问题中的每一个。
高电磁搅扰和高压环境
电磁搅扰（EMI）是电传感器体系最常见的丈量误差和毛病源之一。在高EMI情况下的电传感器信号丈量，例如近大功率发电机，电动机或其他AC电源，特别简单失真。这些环境一般包含高压组件，这些组件可能会损坏乃至损坏传统的传感器体系。过滤和阻隔仪器能够在必定程度上下降高EMI和高电压的危险，但它们具有有限的噪声按捺和阻隔等级。
相同，光纤传感器由玻璃制成，而且彻底不导电且电无源。这使得它们乃至能够反抗最高水平的EMI，而且彻底不受环境中高压或电流的影响。例如，您能够将光纤温度传感器直接连接到超高功率组件，例如电机绕组，变压器和电源线，以便在运行期间进行高精度热特性剖析。
