光纖光柵振動(dòng)傳感器系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，作為光纖器件的光纖光柵得到了迅速的發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步，光纖光柵寫(xiě)入技術(shù)不斷提高，光纖光柵傳感器解調(diào)技術(shù)不斷進(jìn)步，使得光纖光柵在傳感領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。光纖光柵傳感器是以光纖光柵為敏感單元對(duì)物理信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和傳輸?shù)男滦蛡鞲衅?，具有體積小、重量輕、傳感探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，其在振動(dòng)測(cè)試領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
　　本文主要工作是對(duì)光纖光柵傳感原理以及解調(diào)技術(shù)進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)了一種強(qiáng)度型懸臂梁式光柵振

2、動(dòng)探頭，并確定了其結(jié)構(gòu)參數(shù);對(duì)各種解調(diào)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，深入研究了基于可調(diào)諧F-P濾波器解調(diào)方法，提出了一種基于可調(diào)諧F-P解調(diào)光纖光柵波長(zhǎng)設(shè)計(jì)方案，將光纖光柵傳感技術(shù)同F(xiàn)PGA技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)了一套基于光纖光柵的振動(dòng)傳感器系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容集中在光纖光柵傳感機(jī)理的理論研究、可調(diào)諧F-P解調(diào)技術(shù)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、FPGA硬件電路解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及內(nèi)部軟件的編寫(xiě)。具體內(nèi)容如下:
　　1.本文通過(guò)對(duì)光纖光柵結(jié)構(gòu)以及其光學(xué)特性的研究

3、，設(shè)計(jì)了一種強(qiáng)度型懸臂梁式光柵振動(dòng)傳感探頭，確定了懸臂梁尺寸以及光纖光柵參數(shù)。此探頭是以波長(zhǎng)調(diào)制的光纖光柵傳感單元來(lái)獲取外界環(huán)境振動(dòng)信號(hào)，而且經(jīng)過(guò)振動(dòng)測(cè)試表明其振動(dòng)靈敏度較高。
　　2.本文對(duì)各種解調(diào)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)光纖光柵傳感特性和可調(diào)諧F-P解調(diào)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的基于可調(diào)諧F-P濾波器解調(diào)FBG波長(zhǎng)光路方案，并對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)校正功能。
　　3.結(jié)合并聯(lián)結(jié)構(gòu)的基于可調(diào)諧F-P濾波器解調(diào)方案的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了