结构健康监测特别是结构的应力应变检测，在一些大型设备的运营维护与损伤预警中起到了重要的作用，是近年来研究的一大热点。检测对象包括风机叶片等大型复合材料，以及桥梁、大坝、隧道等大型民用设施。在众多应力应变的检测方法中，光纤低相干应变检测以其灵敏度高、抗电磁干扰、传感器长度可灵活变化、结构简单、可进行绝对光程量测量等优点，在结构应力应变检测领域得到了广泛的应用。本文首先概述了应力应变的常用检测方法及光纤应变检测的发展及研究现状，得出本文的研究意义。论述了光纤应变传感及双干涉仪低相干应变传感原理，讨论了应力应变效应对光程的影响。其次，设计了基于双干涉仪的光纤低相干应变检测系统。通过对系统参数、性能以及硬件需求的分析研究，完成了各个硬件组成部分的选型设计，包括光源、光纤及光纤耦合器、准直镜、光电探测器等。再次，研究了低相干干涉信号的小波去噪与包络提取。完成了对系统的误差与噪声源的分析，论述了如何选择阈值和小波基函数以降低甚至去除某些噪声。实验表明本文的小波降噪程序有较好的去噪效果。研究对比了经典包络提取方法，指出它们不适合用于本系统的包络提取。阐述了小波包络提取的基本原理并设计了本系统的包络提取程序。设计了本系统的应变测量与计算程序。程序融合了剔除粗大误差以及求取均值等方法，有效的提高了测量信号的精度，并简化了测量过程。最后，对双干涉仪低相干应变检测系统进行了实验研究。测量了三组钢板的应变，并与Ansys有限元仿真结果做了对比，分析了实验结果，得到了传感光纤与钢板之间的应变传递系数，实现了对钢板应变的测量。