基于溫度補(bǔ)償?shù)腂ragg光柵壓力傳感器及其信號(hào)處理研究.pdf

1、光纖Bragg光柵（FBG）是近年來(lái)發(fā)展最為迅速的全光纖無(wú)源器件之一，它用于傳感領(lǐng)域可對(duì)應(yīng)力、溫度、壓力、加速度等外界量進(jìn)行精確的檢測(cè)。光纖Bragg光柵傳感器具有尺寸小、重量輕、傳輸距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越成為當(dāng)今傳感領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。光纖Bragg光柵傳感器的應(yīng)用是一個(gè)方興未艾的領(lǐng)域，有著非常廣闊的發(fā)展前景。 本文對(duì)光纖Bragg光柵壓力傳感技術(shù)進(jìn)行研究。主要包括：光纖光柵基本理論、光纖Bragg光柵傳感原理、

2、交叉敏感、增敏技術(shù)、溫度補(bǔ)償、光纖Bragg光柵信號(hào)解調(diào)等。 首先，介紹了光纖光柵傳感的特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。光纖Bragg光柵的耦合模理論和光纖Bragg光柵的壓力傳感原理；并分析了壓力、溫度交叉靈敏度，交叉靈敏度分離。此外，為了克服交叉敏感的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了基于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)和基于平面薄板結(jié)構(gòu)的光纖Bragg光柵壓力傳感器結(jié)構(gòu)，提出了被動(dòng)溫度補(bǔ)償和聚合物封裝，目的在于增大應(yīng)力測(cè)量的靈敏度，同時(shí)又解決了溫度變化引起的交叉敏感問(wèn)題

3、。 然后，對(duì)常用光纖Bragg光柵傳感信號(hào)解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了深入分析，并研究了一種基于FPGA的光纖布Bragg光柵傳感信號(hào)解調(diào)技術(shù)。 最后我們建立了光纖Brgag光柵壓力傳感模型，在此基礎(chǔ)上完成了壓力敏感實(shí)驗(yàn)、溫度敏感實(shí)驗(yàn)以及壓力溫度交叉敏感實(shí)驗(yàn)，研究了光纖Brgag光柵傳感器的溫度和壓力特性，包括重復(fù)性、回程誤差、線(xiàn)性度、精度等。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用被動(dòng)溫度補(bǔ)償以及溫度殘留效應(yīng)主動(dòng)實(shí)時(shí)修正來(lái)進(jìn)行溫度去敏設(shè)計(jì)可以實(shí)