差動式塑料光纖線-角位移傳感技術(shù)研究.pdf

1、相對于干涉式的光纖位移傳感器，強(qiáng)度調(diào)制型光纖位移傳感器由于具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、價格低廉、設(shè)計(jì)靈活、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢在非接觸的精密位移測量中得到了廣泛應(yīng)用。此前，大部分的研究是基于石英光纖作為傳感材質(zhì)的。與傳統(tǒng)的石英光纖相比，塑料光纖具有數(shù)值孔徑大、成本較低、韌性較好等優(yōu)勢，在光纖傳感領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本課題“差動式塑料光纖線/角位移傳感器”主要是利用塑料光纖作為傳輸光纖，以差動調(diào)制為理論基礎(chǔ)，對強(qiáng)度調(diào)制型線/角位移

2、傳感技術(shù)進(jìn)行研究，為研究具有高靈敏度、強(qiáng)抗干擾能力的光纖位移傳感器研制提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：
　　基于光纖對存在徑向初始間距時光纖對線/角位移傳感光強(qiáng)調(diào)制特性分析，提出了差動強(qiáng)度調(diào)制光纖線/角位移傳感技術(shù)，在提高系統(tǒng)靈敏度、抑制光源等光強(qiáng)波動等基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)雙極性線/角位移測量，并建立光強(qiáng)調(diào)制函數(shù)模型，進(jìn)而分析了傳感器特征函數(shù)對光強(qiáng)調(diào)制特性的影響規(guī)律，為高靈敏度、強(qiáng)抗干擾、可絕對跟蹤測量的光纖線/角位移研制提供理論和實(shí)驗(yàn)

3、基礎(chǔ)。
　　在確定光纖線/角位移傳感整體方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，選取合適的光源及光電探測器，基于微弱信號檢測理論完成了光電信號處理電路的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)主要包括光源調(diào)制、光電探測、前置放大、帶通濾波、相敏檢波和低通濾波。完成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此采集系統(tǒng)主要包括A/D轉(zhuǎn)換、USB數(shù)據(jù)傳輸、FPGA控制和上位機(jī)。為前面提出的理論模型的驗(yàn)證提供了實(shí)驗(yàn)條件。
　　最后通過實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證了差動透射式光纖位移傳感技術(shù)、差動透射傾斜式光纖位移傳感技