隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,光纖傳感器逐漸成為傳感領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。其中,光纖加速度傳感器因其具有高靈敏度、不受電磁干擾、大動(dòng)態(tài)范圍、易復(fù)用等優(yōu)勢(shì),已被廣泛應(yīng)用到一些特殊領(lǐng)域。例如周界防護(hù)、地震檢測(cè)、能源安全、交通運(yùn)輸、船舶、航空航天及建筑結(jié)構(gòu)健康性監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)。本文針對(duì)高靈敏度、高分辨率、大動(dòng)態(tài)范圍的光纖加速度傳感器的應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)并制作了基于法布里-珀羅（Fabry-Perot,F-P）干涉儀原理的外腔式光纖加速度傳感器,同時(shí)利用高速、全光譜白光干涉解調(diào)算法,使傳感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度信號(hào)的高速絕對(duì)測(cè)量。具體工作內(nèi)容如下:結(jié)合F-P干涉儀原理和加速度傳感器力學(xué)模型對(duì)加速度傳感器的傳感機(jī)理進(jìn)行理論分析,在此基礎(chǔ)上完成對(duì)基于網(wǎng)狀彈簧膜片-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的一維光纖F-P加速度傳感器設(shè)計(jì)制作,并對(duì)其傳感性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在10-120Hz工作帶寬范圍內(nèi),傳感器靈敏度達(dá)3.86μm/g,分辨率<8.5μg,最大可測(cè)加速度范圍為-30g³0g,動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍為10⁶。利用所設(shè)計(jì)的光纖加速度傳感系統(tǒng)對(duì)電梯轎廂運(yùn)行特性進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果顯示傳感器能夠精確地監(jiān)測(cè)高... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究背景
    1.2 光纖傳感原理及應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介
    1.3 光纖加速度傳感器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 波長(zhǎng)調(diào)制型加速度傳感器
        1.3.2 相位調(diào)制型加速度傳感器
    1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容
2 Fabry-Perot光纖加速度傳感器原理
    2.1 Fabry-Perot干涉理論
    2.2 光纖F-P加速度傳感器力學(xué)模型分析
    2.3 光纖F-P加速度傳感器設(shè)計(jì)原理
        2.3.1 敏感單元形變?cè)?br>        2.3.2 彈性膜片材料選擇規(guī)則
    2.4 光纖F-P加速度傳感器的主要性能指標(biāo)
        2.4.1 靈敏度
        2.4.2 動(dòng)態(tài)范圍和工作帶寬
        2.4.3 分辨率
        2.4.4 橫向靈敏度
    2.5 本章小結(jié)
3 一維光纖F-P加速度傳感器設(shè)計(jì)制作與實(shí)驗(yàn)探究
    3.1 敏感元件設(shè)計(jì)與理論分析
        3.1.1 彈性膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.2 敏感單元力學(xué)特性分析
    3.2 傳感器加工制作
        3.2.1 敏感單元加工制作
        3.2.2 傳感器腔體設(shè)計(jì)
    3.3 一維光纖F-P加速度傳感器性能的實(shí)驗(yàn)探究
        3.3.1 加速度傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建
        3.3.2 光纖F-P加速度傳感器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試
    3.4 電梯轎廂運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
4 二維光纖F-P加速度傳感器設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)論證
    4.1 二維光纖加速度傳感器腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 敏感元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作與理論分析
        4.2.1 敏感元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作
        4.2.2 敏感單元力學(xué)特性分析
    4.3 二維光纖加速度傳感器實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.1 靈敏度、頻響實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.2 分辨率、動(dòng)態(tài)范圍分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3163451