光纤bragg光栅振动传感器数据高速采集和处理系统设计

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1、武汉理工大学硕士学位论文光纤Bragg光栅振动传感器数据高速采集和处理系统设计姓名：汪术文申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：姜德生2003.5.1武汉理丁人学硕’I4学位论义摘要随着科学技术的高速发展雨J各类结构安全性监测问题的f二I前突山，人，诅结构的艮期安全健康监测也越来越得到重视。振动测试是结构健康诊断和监测中极其重要的一个环：】l了，因此，人们对振动的测试和对数据的采集与分析技术的研究提出了越来越高的要求。本文对振动的测试技术和数据采集技术做了较深入的分析，并且在虚拟仪器的框架下，实现了整个光纤Bragg光栅振动测试系统。首先，分析光纤Bra

2、gg光栅的传感原理，弗根据此原理和测试理论的结台给山了光纤Bragg光栅振动传感器的模型，把外界的振动信号转换成高精度的光波K信号。然历比较了现有的光信号解调技术和解调方法，给山了本文中的波跃微位移检测方法。在阐述虚拟仪器概念后，本文对虚拟仪器的关键部分也就是数据采集技术做了较深入的研究，分析现有的各类数据采集}的l：作原理，弗结合实际的需要，选择了合适的数据采集}，搭建好测试的硬什环境并选定了软什设汁办案。针对高速人容{d数据采集，采州了双缓冲技术解决Windows操作系统下难以中请到人容姑连续内存的问题，实现了数据的连续采集功能．详细的阐述了软什亚川理论．，f

3、：撒据此理论，卡JJ步对数据采集功能模块的封装进行了尝试，使之贝有很盯∞通川性和可移干ff性。最后，在Windows环境卜．实现了光纤Bragg光栅振动测试软什系统，实现J’二：个模式下的数据采集：循环采集、单次采集、限时采集；数据的实时图形显示：数据的在线存储。经过运行与测试，效果良好，达到了预期的要求。关键词：振动测试．FBG，虚拟仪器，软件重用，软构4，J=堕坚墨三查兰婴．!：兰些堡兰AbstractAsthefastdevelopmentofthescienceandtechnologyandtileregardsofstructuresecuritymo

4、nitoring，thelong-termhealthmonitoringofthemgetsmoreandmoreattentionVibrationmeasurementisakeypartinthestructurehealthdiagnosisandinspection，therefore，therequirementforthestudyofvibrationmeasurementanddataacquisitionandanalysisbecomeslargerandlarger．Thispaperistoanalyzetilevibrationmea

5、surenlentanddataacquisitiontechnology．ThenundertheframeworkoftheVI，realizetilewholevibrationmeasurementofFBG．First，thetbeoryoftheFBGsensorismadeclear,andthemodeloftileFBGvibrationsensorisputforwardaccordingtothesensortheoryandvibrationprinciplewhichcalltransformtileoutsidevibrationsig

6、naltothehighpreciselight-wavesignal．Thentheexistingmethodsandtechnologiesoflight’sdemodulationarecompared．andaproperwaytoinspecttilemicro—shiftofthelight-waveischoose．Aftertheconceptofvirtualinstrumentisdescribed，tilekeypartoftileVI，tiledataacquisitiontechnologyisstudieddeeply．Theprin

7、cipleoftheexistingdataacquisitioncardsisanalyzed，andthenthepropercardisselectedtobuildthehardwareplatformaccordingtothepracticalrequirement．Aproperprogramschemeisselected，andthedoublebufferteclmologyisusedforhighspeedandlargecapabilitydadaacquisitiontocopewiththeproblemthatacontinuous

8、large