基于匹配滤波的光纤Bragg光栅解调系统研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dongwujunye
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光纤Bragg光栅在光纤传感及光纤通信等光电子领域有着广泛应用。光纤传感以其众多优势,已经成为传感技术发展的主流方向之一,并在近20多年的时间里得到了迅速的发展。光纤光栅将被感测信息的变化转变为反射波长的移动,利用高精度光谱分析仪可实现反射波长微小位移的精确检测。但是,由于光谱仪体积庞大,价格昂贵,很难用于实际工程中。因此,开展较高精度、低成本的光纤光栅解调方法的研究,是传感器产业化的关键问题之一。本文在分析国内外研究现状的基础上,设计了一种基于匹配光栅法的透射式解调系统。该系统利用单片机控制精密电动位移台,驱动悬臂梁对匹配光栅施加压力或拉力,使之与测量光栅相匹配,实现对温度、应变等传感信号的解调。以单片机AT89C52为核心设计制作了解调装置的下位机系统,采用Keil C语言编写程序,实现了电移台的控制,以及串行通信等功能。设计制作了光电转换、信号放大电路,采用多通道数据采集卡实现了对光电信号的采集。根据光栅在矩形梁和等强度梁不同位置的应变特性分析,选择等强度梁作为调谐光栅的悬臂梁。上位机程序采用VC++编写,通过串口对下位机发送命令,实现对电动位移台的运行方向、移动距离和细分的控制;根据实时采集的数据绘制光电信号曲线,并对图像和数据进行保存;通过全局扫描和实时跟踪相结合的方法,实现了对缓变传感信号的实时检测。
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