随着社会的发展及全球经济的不断增长,各种大型、特大型工程的结构健康监测越来越重要。光纤布喇格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)相比于传统电学传感器,具有质量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰等特点,可以用来测量应力、温度、振动、气体浓度等多种物理量,因此被广泛应用于航空、船舶、电力和石油等领域。本文主要工作如下:首先,针对常用基片式封装结构灵敏度不高的问题,在常用基片式封装结构的基础上设计了一种具有增敏特性的新型基片式封装结构,同时对该增敏结构的关键参数进行了仿真分析,并依据仿真分析结果进行了实验验证。使用新型增敏结构对光纤光栅进行封装后,与常用基片式封装结构相比,光纤光栅应变传感器的应变灵敏度能够提高50%。其次,根据光纤光栅工作原理,在可调谐法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)滤波器解调方法的基础上,对解调仪的性能进行了优化设计。分析了解调仪解调结果稳定性不高的原因,设计了以FPGA为主控芯片的数据采集与处理模块、电源模块及光电转换模块,有效降低了硬件电路的噪声,提升了信号的信噪比,从而提高了解调结果的稳定性。然后,分析了影响解调仪实时性的因素,在解调仪数据采集与处理模块中采用了运算速度较快的半峰检测算法。对该算法的实现过程进行了分析并在FPGA内部进行了实际验证,对数据的存储与传输进行了优化,实现了对光纤光栅中心波长的实时解调,提高了解调速率。最后,通过比较线性拟合与二次曲线拟合对解调结果的影响,确定采用二次曲线拟合的方法求解光纤光栅中心波长,降低了受可调谐F-P滤波器回滞特性影响而产生的测量误差,提高了测量精度。同时,设计了温度补偿实验方案并结合本文设计的光纤光栅应变传感器进行了实验测试。实验结果表明,该解调仪工作稳定,中心波长漂移量?3pm,测量误差均值为2pm,解调速率约为30Hz。