光纖光柵振動傳感器系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，作為光纖器件的光纖光柵得到了迅速的發(fā)展。隨著科技的進步，光纖光柵寫入技術(shù)不斷提高，光纖光柵傳感器解調(diào)技術(shù)不斷進步，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物理信號進行測量和傳輸?shù)男滦蛡鞲衅?，具有體積小、重量輕、傳感探頭結(jié)構(gòu)簡單、抗電磁干擾能力強、靈敏度高等優(yōu)點，其在振動測試領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。
　　本文主要工作是對光纖光柵傳感原理以及解調(diào)技術(shù)進行深入研究，設(shè)計了一種強度型懸臂梁式光柵振

2、動探頭，并確定了其結(jié)構(gòu)參數(shù);對各種解調(diào)技術(shù)的優(yōu)缺點進行了比較，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)光纖光柵波長設(shè)計方案，將光纖光柵傳感技術(shù)同F(xiàn)PGA技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了一套基于光纖光柵的振動傳感器系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容集中在光纖光柵傳感機理的理論研究、可調(diào)諧F-P解調(diào)技術(shù)的設(shè)計與優(yōu)化、FPGA硬件電路解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計以及內(nèi)部軟件的編寫。具體內(nèi)容如下:
　　1.本文通過對光纖光柵結(jié)構(gòu)以及其光學(xué)特性的研究

3、，設(shè)計了一種強度型懸臂梁式光柵振動傳感探頭，確定了懸臂梁尺寸以及光纖光柵參數(shù)。此探頭是以波長調(diào)制的光纖光柵傳感單元來獲取外界環(huán)境振動信號，而且經(jīng)過振動測試表明其振動靈敏度較高。
　　2.本文對各種解調(diào)技術(shù)進行對比，根據(jù)光纖光柵傳感特性和可調(diào)諧F-P解調(diào)特點，設(shè)計了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的基于可調(diào)諧F-P濾波器解調(diào)FBG波長光路方案，并對方案進行優(yōu)化，實現(xiàn)實時動態(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，設(shè)計了