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光纖E+E位移傳感器信號處理技術(shù)研究及電路實現(xiàn)
近年來,光纖傳感器在各個行業(yè)都得到了廣泛的應用。特別地,伴隨著通信行業(yè)的飛速發(fā)展,光纖的應用也越來越多,光纖傳感器的研究也得以更加深入?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了針對多種物理量進行檢測的光纖傳感器以及多種光纖傳感器的融合的傳感網(wǎng)絡。

光纖E+E位移傳感器信號處理技術(shù)研究及電路實現(xiàn)
主要致力于強度調(diào)制型反射式光纖E+E位移傳感器的研究以及后續(xù)的微弱信號處理電路研究。首先介紹了光纖傳感器研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,光纖傳感器的基本組成部分以及各部分的主要功能。之后,針對光纖傳感器的基本分類方法進行了論述。著重于強度調(diào)制型反射式光纖E+E位移傳感器展開了詳細的研究,包括其檢測位移的基本原理以及出射光纖光場的幾何學分析。光纖E+E位移傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀,分析其發(fā)展過程中遇到的一些問題,設計一個基于數(shù)字鎖定放大器的高精度塑料光纖E+E位移傳感器。采用芯徑大的塑料光纖作為傳光及傳感器件,并對光纖傳感探頭結(jié)構(gòu)和信號處理系統(tǒng)進行改進。以雙路發(fā)送光纖傳輸,DSP芯片TMS320F2812設計的數(shù)字鎖定放大器對接收的兩路信號進行處理,以達到對微距的檢測。實驗顯示:在0~3mm范圍內(nèi)傳感器輸出與位移成線性關(guān)系,靈敏度為2.12mV/μm,線性度為0.6%,從而實現(xiàn)了在較大的測量范圍內(nèi)有很好的線性。根據(jù)相關(guān)的參考文獻,定義了光強調(diào)制函數(shù),簡要介紹了幾種出射光場的光強分布,在均勻分布假設和鏡面反射假設的前提下,完成了光纖對出射場的建模,對此模型進行了計算,得出了光強調(diào)制函數(shù)的具體表達式。在此基礎上,得出了光纖對結(jié)構(gòu)參數(shù)對光強調(diào)制函數(shù)特性曲線的影響,為光纖的結(jié)構(gòu)設計提供了理論支持。zui終,給出了光纖E+E位移傳感器的具體的設計方案,并對方案進行了詳細的論述。zui后,由已經(jīng)確定的系統(tǒng)設計方案,提出了一種檢測傳感器微弱信號的方法,采用模擬器件來實現(xiàn)信號處理電路的設計。主要完成了帶通濾波器,幅值檢測電路,交流放大電路,穩(wěn)壓電路,以及光源驅(qū)動電路的設計。

光纖E+E位移傳感器信號處理技術(shù)研究及電路實現(xiàn)
對所設計的濾波器電路和驅(qū)動電路做了詳盡的描述,包括設計的基本原理和相應的電路仿真,與相應的光纖探頭配合完成了位移量的檢測實驗,實驗結(jié)果表明電路能夠很好地濾除噪聲。光纖傳感器由于其特殊的結(jié)構(gòu)特性,具有一些其他傳統(tǒng)電磁傳感器都*的優(yōu)點,特別適用于一些比較惡劣的環(huán)境下,因此,研究光纖傳感器具有十分重大的意義。