基于塑料光纖的反射式強度調(diào)制型光纖位移傳感器研究.pdf

1、隨著光纖制造業(yè)的快速發(fā)展以及各種各樣光纖材料的深入研究,光纖傳感技術(shù)也因其獨特的優(yōu)點得到了迅猛的發(fā)展,反射式強度調(diào)制型光纖位移傳感器(RIM-FODS)是其中研究較成熟的一種,由于其具有原理簡單、帶寬較高、設計靈活、制作方便、性能穩(wěn)定等優(yōu)點,被廣泛應用于位移、聲音、壓力、振動等物理量的測量。與傳統(tǒng)的石英光纖相比,塑料光纖具有成本低、數(shù)值孔徑大、韌性高等優(yōu)點,因此在光纖傳感領(lǐng)域有較廣闊的應用前景。本文對基于塑料光纖構(gòu)成的反射式強度調(diào)制型光

2、纖位移傳感器進行了研究。
　　首先,以準高斯分布模型描述塑料光纖出射光場,建立了基于塑料光纖的RIM-FODS單光纖對模型光強調(diào)制特性函數(shù)的理論模型,并仿真分析了多種特性參數(shù)對傳感器強度調(diào)制特性的影響規(guī)律。并且在此基礎上仿真分析了光纖束結(jié)構(gòu)模型的光強調(diào)制特性。進行了塑料光纖RIM-FODS總體方案的設計并選取了合適的光源和探測器。
　　接著,在微弱光電信號處理理論的基礎上完成了塑料光纖RIM-FODS光電信號處理系統(tǒng)的設計,

3、該設計利用了基于互相關(guān)檢測理論的鎖相放大技術(shù)原理。光電信號處理系統(tǒng)包括光源調(diào)制和驅(qū)動電路、光電探測電路、前置放大電路、帶通濾波電路、相敏檢波電路和低通濾波電路。
　　然后,完成了RIM-FODS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、FPGA控制模塊和上位機模塊,并且進行了基于FPGA的模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7654和USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂瞥绦蚣皟烧呓Y(jié)合的軟件設計。
　　在整個傳感器系統(tǒng)制作完成后,