基于MEMS光纖微位移傳感器的加速度檢測技術研究.pdf

1、隨著市場不斷地向小型化、微型化方向發(fā)展，微機械系統(tǒng)在市場中的地位也是日益明顯。微機械系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)體積微小，且抗外界干擾力強，它不僅在物理學、光學方面具有很強的應用價值，且在生物醫(yī)學、微控制學領域方面的應用價值也是不可估量的。無論在精度、靈敏度、響應速度等方面微機械系統(tǒng)都具有很強的優(yōu)越性。
　　本文基于微機械系統(tǒng)技術研究一種新型的光纖微位移傳感器，將微機械系統(tǒng)應用于光纖傳感系統(tǒng)中進行研究分析。首先提出了一種新型MEMS光纖微位

2、移傳感器模型，根據(jù)接收光纖在位移過程中接收光功率差的變化來確定相關接收光纖位移的大小，建立了接收光纖位移與光功率差的關系。得到了接收光纖位移在0~10μm范圍內變化時，對應的接收光纖光功率差在0~0.6306mW之間變化。其次，本文研究了相應光功率差與系統(tǒng)加速度的關系，將接收光纖嵌入到簡支梁中，與簡支梁一起作為加速度感受單元。研究分析得到了相應加速度下接收光纖位移與與加速度之間的關系，建立了接收光纖位移與系統(tǒng)加速度的關系。最后，利用接收

3、光纖光功率差與位移之間的關系以及接收光纖位移與系統(tǒng)加速度的關系建立了接收光纖光功率差與加速度的關系。研究發(fā)現(xiàn)當簡支梁位移在0~10μm范圍變化時，相應的加速度值為20~100m/s，最大加速度檢測值達到10g。
　　由于MEMS系統(tǒng)體積微小，因此在相應信號檢測過程中需要一定程度的放大與調整，而在設計放大電路時，往往會因電路的設計不良，引入過多的噪聲信號，因此設計合理的放大電路是輸出信號進行檢測的基礎。本文在設計的放大電路的基礎上引