雙光纖光柵推挽式加速度傳感器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始,國(guó)內(nèi)外許多科研機(jī)構(gòu)與學(xué)者在光纖光柵傳感技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中的努力研究,開(kāi)辟了一個(gè)光纖光柵傳感的新紀(jì)元。在諸多的光纖光柵傳感器當(dāng)中,發(fā)展比較迅速的就是基于光纖光柵的振動(dòng)加速度傳感器。進(jìn)入21世紀(jì),世界各個(gè)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)展開(kāi)了對(duì)海洋海底板塊地震波以及地殼的地震監(jiān)測(cè)新型傳感系統(tǒng)的研究,基于光纖光柵的加速度傳感器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,低功耗而備受青睞。在整個(gè)監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)中,目前主要的工作還是制作一種基于光纖光柵的具有簡(jiǎn)單機(jī)械結(jié)構(gòu)及低復(fù)雜

2、度解調(diào)系統(tǒng)的加速度傳感器。
　　 本文在對(duì)光纖光柵傳感技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)加速度測(cè)量原理和技術(shù)的系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的雙光纖光柵推挽式加速度傳感器設(shè)計(jì)與解調(diào)方案。論文的主要內(nèi)容有:
　　 首先,從光纖光柵傳感理論入手,分析了光纖光柵的應(yīng)變傳感特性,提出了一種新型的光纖光柵加速度傳感器設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)采用兩個(gè)光纖光柵作為傳感部件,并對(duì)這種新型FBG加速度傳感器建立數(shù)學(xué)模型,分析了它的力學(xué)特性以及特征方程,并進(jìn)行理論推導(dǎo)與有

3、限元分析,證實(shí)了所設(shè)計(jì)的新型FBG加速度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)加速度測(cè)量。詳細(xì)介紹了新型FBG加速度傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工組裝。
　　 其次,系統(tǒng)分析對(duì)比目前較成熟的光信號(hào)解調(diào)技術(shù),針對(duì)雙光纖光柵結(jié)構(gòu)的特殊性以及其光譜特性,提出了與其相適應(yīng)的光強(qiáng)直接調(diào)制一解調(diào)(IM-DD)系統(tǒng)。理論推導(dǎo)出雙光纖光柵反射光強(qiáng)與其相對(duì)應(yīng)變的關(guān)系,仿真出其理論曲線。最終證實(shí)了光強(qiáng)度直接調(diào)制-解調(diào)技術(shù)可以用來(lái)作為新型加速度傳感器的解調(diào)方法。詳細(xì)介紹了整個(gè)傳