自21世紀初以來,傳感器技術(shù)的科技含量高、穿透力強且能夠取得很好的經(jīng)濟效益,因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防研究、信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。光纖憑借著其抗電磁干擾和抗腐蝕性能已經(jīng)成為制造新型傳感器的重要材料之一。本文研究了一套反射式光纖位移傳感器測量系統(tǒng),旨在提升傳感器的測量精度。研究內(nèi)容如下:(1)分析了反射式光纖位移傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理,并對其進行溫度標定實驗。就零位溫度系數(shù)、靈敏度溫度系數(shù)和相對誤差這三個性能指標對研究對象的性能進行評估,證實了溫度漂移問題的存在。(2)利用遺傳算法(GA)優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的GA-BP模型對研究對象進行了溫度補償,補償后的零位溫度系數(shù)由7.57 × 10-3/℃提高到8.87×10-4/℃,靈敏度溫度系數(shù)由7.57 ×10-3/℃提高到9.65×104/℃,相對誤差由25.53%提高到3.47%,可以看出:GA-BP模型能夠有效地消除溫度對研究對象的影響。采用曲線擬合的方式對研究對象的輸入輸出特性曲線進行非線性校正,校正后線性度由6.94%提高到3.5%,取得了不錯的效果。研究了數(shù)字鎖相放大器的工作原理并分析了其提升測量精度的方法。(3...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 光纖傳感器的發(fā)展和研究現(xiàn)狀
        1.2.2 光纖位移傳感器的發(fā)展和研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題主要工作內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
        1.3.1 課題的主要內(nèi)容
        1.3.2 本文的章節(jié)安排
第二章 光纖位移傳感器的工作原理和溫度標定實驗
    2.1 引言
    2.2 反射式光纖位移傳感器的工作原理
        2.2.1 光學(xué)知識分析
        2.2.2 組成結(jié)構(gòu)分析
    2.3 實驗裝置介紹
    2.4 溫度傳感器原理
    2.5 溫度標定實驗
        2.5.1 實驗過程
        2.5.2 數(shù)據(jù)分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 光纖位移傳感器的三個關(guān)鍵問題及解決方法
    3.1 引言
    3.2 溫度補償
        3.2.1 溫度漂移
        3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理
        3.2.3 連接權(quán)值和閾值的優(yōu)化
        3.2.4 GA-BP模型的實現(xiàn)及溫度補償結(jié)果分析
    3.3 非線性校正
        3.3.1 非線性校正的原理
        3.3.2 曲線擬合的原理
        3.3.3 校正后的數(shù)據(jù)誤差分析
    3.4 數(shù)字鎖相放大器對微弱信號的檢測
        3.4.1 鎖相放大器的基本原理
        3.4.2 基于DSP的數(shù)字鎖相放大器
    3.5 本章小結(jié)
第四章 反射式光纖位移傳感器測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計方案
    4.3 電源電路設(shè)計
    4.4 放大電路設(shè)計
    4.5 DSP模塊
        4.5.1 DSP芯片介紹
        4.5.2 DSP開發(fā)板介紹
    4.6 單片機最小系統(tǒng)
    4.7 藍牙模塊
        4.7.1 藍牙通信技術(shù)介紹
        4.7.2 藍牙模塊介紹
    4.8 OLED顯示模塊
    4.9 報警電路設(shè)計
    4.10 本章小結(jié)
第五章 反射式光纖位移傳感器測量系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 DSP軟件開發(fā)平臺及程序設(shè)計
        5.2.1 DSP軟件開發(fā)平臺
        5.2.2 DSP程序設(shè)計
    5.3 單片機軟件開發(fā)平臺及程序設(shè)計
        5.3.1 單片機軟件開發(fā)平臺簡介
        5.3.2 單片機程序設(shè)計
    5.4 調(diào)試結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝
附錄A：系統(tǒng)硬件設(shè)計圖
附錄B：遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序



本文編號：3764699