基于DSP的光纖傳感測(cè)量方法研究.pdf

1、本文提出了一種新型的光纖布拉格光柵傳感器。以光纖布拉格光柵作為敏感元件，當(dāng)光纖光柵受到的壓力和溫度變化時(shí)，中心波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生偏移，中心波長(zhǎng)偏移量的大小與所施加的壓力和溫度變化相關(guān)。其信息便隱藏在其反射波長(zhǎng)的變化量中，因此具有波長(zhǎng)編碼的特點(diǎn)。我們的目的是解調(diào)出FBG中心波長(zhǎng)的偏移量，由此得出所施加應(yīng)力的大小以及溫度的變化。
　　本論文的創(chuàng)新之處是在搭建激光器時(shí)加入FFP濾波器。為使解調(diào)器具有較高的精度和溫度，我們采用DSP作為信號(hào)處理工

2、具。FFP為壓電陶瓷結(jié)構(gòu)，上面加載電壓后，將使FFP的中心波長(zhǎng)發(fā)生偏移。DSP控制DA輸出模擬信號(hào)調(diào)制FFP濾波器。必須確保FFP的中心波長(zhǎng)偏移范圍可以覆蓋FBG的帶寬。當(dāng)FFP中心波長(zhǎng)偏移位置正好與FBG中心波長(zhǎng)相重合時(shí)，發(fā)生倍頻效應(yīng)。此時(shí)FFP的中心波長(zhǎng)就是FBG的中心波長(zhǎng)，通過(guò)FFP的特性曲線，便可求出壓力及溫度變化與FBG中心波長(zhǎng)之間的關(guān)系。據(jù)此設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812的光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)。它具有優(yōu)異的抗干擾特性，靈

3、敏度高，防腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，是其他傳感器不可替代的。光纖光柵傳感器已經(jīng)成為傳感器研究領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。
　　本文首先介紹了光纖布拉格光柵傳感原理及通用解調(diào)方案。包括光纖布拉格光柵傳感原理，匹配光柵法，非平衡Mach-Zehnder干涉法，可調(diào)諧FP濾波解調(diào)發(fā)等光纖布拉格光柵傳感解調(diào)理論。光纖光柵傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究部分分為總體設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)原理及分析。提出本實(shí)驗(yàn)中所使用的光學(xué)器件及特性。隨后分析了本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分和軟件設(shè)計(jì)