光纖法布里珀羅壓力傳感器,相對(duì)傳統(tǒng)壓力傳感器具有尺寸小、損耗低、靈敏度高、可多點(diǎn)分布測(cè)量、工作溫度高等優(yōu)點(diǎn)。采用Si C、藍(lán)寶石等材料制作的光纖法布里珀羅壓力傳感器,可在高溫、振動(dòng)、腐蝕性環(huán)境下使用,適用于燃?xì)廨啓C(jī)、航空/航天發(fā)動(dòng)機(jī)等高溫惡劣環(huán)境,已成為極端環(huán)境下壓力傳感器領(lǐng)域的主流研究方向。對(duì)于光纖法布里珀羅壓力傳感器的實(shí)際應(yīng)用而言,需要實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是法珀腔腔長(zhǎng)的精確獲取,解調(diào)技術(shù)是其關(guān)鍵。本文主要對(duì)光纖法布里珀羅壓力傳感器的光譜解調(diào)技術(shù)展開(kāi)研究,提出了雙參數(shù)橢圓擬合算法,設(shè)計(jì)并搭建了相應(yīng)的解調(diào)系統(tǒng),主要進(jìn)行了以下研究工作:1.從單腔法布里珀羅傳感器和復(fù)合式法布里珀羅傳感器的干涉原理出發(fā),推導(dǎo)了反射光譜相位變化時(shí)的腔長(zhǎng)計(jì)算公式,并從布里珀羅傳感器的細(xì)度及腔長(zhǎng)兩方面對(duì)單腔及復(fù)合式法布里珀羅傳感器的反射光譜特性做了詳細(xì)研究。介紹了四種典型法布里珀羅傳感器解調(diào)方法的原理,分析了解調(diào)精度受影響的原因。2.設(shè)計(jì)并建立光纖法布里珀羅壓力傳感器解調(diào)系統(tǒng),包含光路設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)三部分。選擇ASE作為系統(tǒng)光源,使用小型光譜儀模塊采集法布里珀羅傳感器反射光譜,由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,將數(shù)字信號(hào)傳送... 

【文章來(lái)源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外法布里珀羅傳感器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 傳統(tǒng)法布里珀羅傳感器結(jié)構(gòu)
        1.3.2 新型法布里珀羅傳感器結(jié)構(gòu)
    1.4 國(guó)內(nèi)外解調(diào)方法及研究現(xiàn)狀
        1.4.1 強(qiáng)度解調(diào)法
        1.4.2 相位解調(diào)法
    1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
2 光纖法布里珀羅壓力傳感器的基本原理及典型解調(diào)方法
    2.1 單腔法布里珀羅傳感器干涉數(shù)學(xué)模型
    2.2 復(fù)合式法布里珀羅傳感器干涉數(shù)學(xué)模型
    2.3 法布里珀羅傳感器光譜特性研究
        2.3.1 單腔法布里珀羅傳感器光譜特點(diǎn)
        2.3.2 復(fù)合式法布里珀羅傳感器光譜特點(diǎn)
    2.4 法布里珀羅傳感器典型解調(diào)方法
        2.4.1 傅里葉變換算法
        2.4.2 互相關(guān)算法
        2.4.3 單峰追蹤法
        2.4.4 條紋計(jì)數(shù)法
    2.5 本章小結(jié)
3 光纖法布里珀羅壓力傳感器解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 解調(diào)系統(tǒng)的光路
        3.1.1 寬帶光源的選擇
        3.1.2 光譜儀的選擇
        3.1.3 其他光學(xué)器件的選擇
    3.2 解調(diào)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 電源電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 光譜儀電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 A/D數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)
        3.2.4 數(shù)字信號(hào)處理
        3.2.5 串口傳輸模塊
    3.3 解調(diào)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        3.3.1 光譜儀驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
        3.3.2 A/D數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)
    3.4 本章小結(jié)
4 光纖法布里珀羅壓力傳感器雙參數(shù)橢圓擬合解調(diào)算法研究
    4.1 光譜解調(diào)算法整體設(shè)計(jì)
    4.2 空氣腔反射光譜提取
        4.2.1 直接提取法
        4.2.2 均值濾波
    4.3 利薩如圖
    4.4 橢圓曲線擬合
        4.4.1 建立橢圓方程
        4.4.2 信號(hào)相位差及周期計(jì)算
    4.5 本章小結(jié)
5 光纖法布里珀羅壓力傳感器解調(diào)系統(tǒng)測(cè)試及實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 軟件程序及硬件電路的測(cè)試
        5.1.1 光譜儀驅(qū)動(dòng)測(cè)試
        5.1.2 A/D數(shù)據(jù)采集模塊
        5.1.3 反射光譜偏置調(diào)試
    5.2 雙參數(shù)橢圓擬合算法仿真研究
    5.3 光纖法布里珀羅壓力傳感器解調(diào)系統(tǒng)壓力實(shí)驗(yàn)研究
    5.4 本章總結(jié)
6 總結(jié)及展望
    6.1 本文主要完成工作
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及專(zhuān)利
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]Massive MIMO中矩陣求逆算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李應(yīng)謙.電子科技大學(xué) 2016
[3]光纖MEMS法布里—珀羅傳感器解調(diào)方法研究[D]. 葉晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]多通道高速光纖法珀振動(dòng)傳感器解調(diào)儀器系統(tǒng)研究[D]. 李健寧.重慶大學(xué) 2014
[5]光纖EFPI壓力傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究[D]. 曲本波.大連理工大學(xué) 2011
[6]光纖法布里-珀羅傳感器腔長(zhǎng)解調(diào)新方法與系統(tǒng)研究[D]. 黃海.重慶大學(xué) 2010
[7]白光非本征光纖法布里—珀羅傳感器解調(diào)算法的研究[D]. 徐俊山.上海交通大學(xué) 2009
[8]橢圓擬合方法的比較研究[D]. 夏菁.暨南大學(xué) 2007
[9]外腔式光纖Fabry-Perot傳感新技術(shù)研究[D]. 江建.重慶大學(xué) 2004



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