光纤光栅振动传感器系统的研究与设计

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1、万方数据中图分类号：学科分类号：论文编号：——密级：：公Ⅱ安徽理工大学硕士学位论文光纤光栅振动传感器系统的研究与设计作者姓名：逖宣勇专业名称：电路墨丕统研究方向：蟹篚信息处理导师姓名：塞塞这数援导师单位：塞邀理王太堂答辩委员会主席：扬扬论文答辩日期：2015年05月27日安徽理工大学研究生处200年月日万方数据ADissertationin．circuitsandsystemsResearchanddesignontheSensorSystemofVibrationMeasurementbyOpticalfib

2、ergratingCandidate：GengYanyongSupervisor：ZhuZongjiuCollegeofElectricalandInformatonEngineeringAnHuiUniversityofScienceandTeclmologyNo．168，ShungengRoad，Huainan，232001，P．R．ChqNA万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表

3、或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：器重塑日期：巡年』月三日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理王太堂有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以

4、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：耻言勇签字日期：7≯／肆／月岁日导师签名：叫二签字日期：p心年多月弓日嘲·炊万方数据摘要近年来，作为光纤器件的光纤光栅得到了迅速的发展。随着科技的进步，光纤光栅写入技术不断提高，光纤光栅传感器解调技术不断进步，使得光纤光栅在传感领域有了广泛的应用。光纤光栅传感器是以光纤光栅为敏感单元对物理信号进行测量和传输的新型传感器，具有体积小、重量轻、传感探头结构简单、抗电磁干扰能力强、灵敏度高等优点，其在振动测试领域

5、的应用越来越广泛。本文主要工作是对光纤光栅传感原理以及解调技术进行深入研究，设计了一种强度型悬臂梁式光栅振动探头，并确定了其结构参数；对各种解调技术的优缺点进行了比较，深入研究了基于可调谐F—P滤波器解调方法，提出了一种基于可调谐F．P解调光纤光栅波长设计方案，将光纤光栅传感技术同FPGA技术相结合，开发了一套基于光纤光栅的振动传感器系统。本文的主要内容集中在光纤光栅传感机理的理论研究、可调谐F．P解调技术的设计与优化、FPGA硬件电路解调系统的设计以及内部软件的编写。具体内容如下：1．本文通过对光纤光栅结构以

6、及其光学特性的研究，设计了一种强度型悬臂梁式光栅振动传感探头，确定了悬臂梁尺寸以及光纤光栅参数。此探头是以波长调制的光纤光栅传感单元来获取外界环境振动信号，而且经过振动测试表明其振动灵敏度较高。2．本文对各种解调技术进行对比，根据光纤光栅传感特性和可调谐F．P解调特点，设计了并联结构的基于可调谐F．P滤波器解调FBG波长光路方案，并对方案进行优化，实现实时动态校正功能。3．结合并联结构的基于可调谐F-P滤波器解调方案的特点，设计了与之相适应的一套PFGA硬件电路解调系统，并通过实验对其性能进行了测试。图【44】

7、参[58】关键词：光纤光栅；振动传感器；可调谐F．P解调技术；FPGA分类号：(TH741．6)；万方数据安徽理工大学硕士学位论文万方数据摘要Abs仃actFibergratingastheopticalfiberdeviceshasbeendevelopedrapidinrecentyears．Withtheprogressofscienceandtechnology，fibergratingformationtechniqueandopticalfibergratingsensordemodulationt

8、echnologyhasmadegreatprogress，andthefiberbragggratinghasthewidespreadapplicationinthefieldofsensor．Fiberbragggratingsensorbasedonfiberbragggratingsensingelementisnewsensorsofmeasuringandtransmis