基于dsp技术的光干涉型加速度传感器的设计及实现

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1、天津工业大学硕士学位论文基于DSP技术的光干涉型加速度传感器的设计及实现姓名：王峰申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：王金海201201 计的解调器进行了模拟环境测试。测试结果表明，所设计实现的解调器能够对频关键词：加速度传感器；非对称��耦合；��；光纤传感器 ����������������瑃�������������������������，���������瑃���������������”������������������������，�������．�������瓵��������������甌��

2、���������．������������������������������畆��������������������畇����������猚���������．������������������������ �������������������馾����畆����������琱����������琤���，�鷖�������琌��琭�� 学位论文的主要创新点 第一章绪论第一章地震勘探是通过人为激发可控地震波，通过收集、分析和研究在地层中地震检波器按照工作原理可分为：动圈式检波器以及压电式检波器� 天津工、�大学硕

3、士学位论文�。尽��光纤传感技术简介及应用前景 第一章绪论光纤传感器现已发展到很多高精度测量领域，光纤传感器达到的精度比传统传感器要高出��个数量级。如今，光纤传感器技术在交通运输、石油开采、电力传输、医疗卫生、教育科研等很多领域都有着广泛的应用。从上世纪末开始，随着光纤和半导体集成光电子技术的迅猛发展，特别是光纤光栅以及各种有源和无源光波导的相继问世，为光纤传感器技术的朝气蓬勃发展增添了新的活力【�。各种不同类型的光波导和光纤可以通过光波导和集成电子技术集成为一体，从而形成光波导传感器。���瞭������本文研究的意义及

4、主要工作 的传感器进行反复测试和调试，使其满足设计需求。 第二章光干涉型加速度传感器原理及解调算法分析第二章光干涉型加速度传感器原理及解调算法分析被测量�图��光纤传感器结构示意图光干涉型传感器概述相位调制型传感器的原理是：利用外界因素使光纤产生微小物理变化，从而要由如下三个因素所决定：光纤波导的横向几何尺寸、物理长度、折射率及其分从而可以对光纤中的光波进行相位调制。 天津工、�大学硕士学位论文��光干涉型加速度传感器原理干涉原理两列�蚨嗔�振动方向相同，频率相�荆�辔徊詈愣ǖ南喔晒獠ㄔ诳誌司相遇时相互叠加，在叠加区域内，一

5、些区域始终加强，而一些区域则始终削弱，其光强形呈现�稳定的强弱分布的现象就是光的干涉现象。假设两束相干光沿着相同的直线传播，其光场为简谐振动，则光场可以用公式表示为：�．�����缈�伊��．�甲�譴�⑼酰��．�其中，�．��．�迭加后的平均光强可用下式表示：��／�巧么��彳����胏��砸蝗�讲�．��五���蟘。�湟蝗��．��．� 第二章光干涉型加速度传感器原理及解调算法分析�．�若去除直流光强而只考虑交流光强，则式�—�可以简化为�魁��，�赾�△垆当通过长度为￡的光纤时，光波总的相位延迟为：其中，∥为光纤中光波

6、的传播系数。� 【�】。所以，如果只考虑波到光弹效应和应变效应引起的相位变化，则总相位变化△��魑鳌�△①。刍�蚈址�髁Α�� 第一二章光十涉型加速度传感器原理及解调算法分析以表示为：频率差，可将检测方法分为外差检测法����信号解调算法理论分析� “�锽�����蘡����①。��】对式�．���衅涤蚍治觯�����用���展开式展开得：昌�七￡拓载波下���展开频域特性图 通滤波器，经过滤波后的信号为：����刚�丸��������，�①。���将得到的���与��，�直鹩虢瞧德饰#ァ�％的本振信号相乘混频后，得到：通过

7、式���和式���司以看出，带有被测信号信息的正弦、余弦分��，����①��佟�，��築��进行微分交叉相乘，然后相减得到：看出，仍然有外界环境噪声存在于解调结果中，解调信号在噪声较人的情况下将 天津工、�大学硕士学位论文��������鷉�������御∞图��综合外差解调算法框图��耦合器输出干涉系统结构框图 第二章光干涉型力�速度传感器原理及解调算法分析加速度信号信息的相位差；，表示信号臂光和参考臂光的光程差；五表示南激光其中，，．��Ⅳ：，厶�簟＃�����鲁�颉Ｔ��耦合器完全对称的情况下有，�，����颍�。甜

8、�����≯系数�硎咎讲馄魇涑龅闹绷鞣肿睿�凳鼴表示三个探测器输出的交流增观察式�．��梢苑⑾郑�绻�芄唤�绷鞣至緾提取出来，就可以补偿输出信号中的直流分量。根据向量计算方法，由式���可得”。，“。的表达式为：呸�甜�粃七����垡�万／�再对��冢海�冢��形⒎郑�梢缘玫�，破，以，而