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几十年随着光纤通信技术的飞速发展,光纤传感渐渐引起国内外专家学者的重视,并成为传感领域的一个重要研究趋势。光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器作为一种新型传感元件,它有着众多普通传感器无法相比的优点:电气绝缘、抗电磁干扰、波长编码、输出线性范围宽、携带方便、灵敏度高等。因此,可以在大型土木工程、民用结构、航空航天、医学、电力和石油化学等领域获得广泛应用。 在FBG传感系统中,传感信号的测量精度与FBG中心波长的偏移量检测密切相关,所以波长解调是FBG领域研究的关键技术之一。但是由于光源谱宽与FBG传感波长移动范围的限制,FBG传感系统中对单根光纤上可复用的FBG数量有很大限制。为了解决这种限制问题,本文提出一种通过测量传感信号的时间延迟来定位传感光栅的方法。 本文首先分析了光纤光栅传感原理。其次简单介绍了几种解调方法的实现原理及其优缺点。然后细致论述了时延定位技术的基本原理及其FPGA具体实现。最后结合时延定位技术设计了一套基于 FPGA和可调谐F-P滤波器的时延辅助定位分布式FBG传感系统。该系统主要包括时延定位和波长解调两大部分,都分别涉及光路部分和信号采集。本文的研究工作主要有以下几个方面: 1.分析了时延定位的基本原理及测试方法,并编写HDL代码进行FPGA实现。 2.研究了基于 FPGA和 F-P滤波器的FBG传感系统,并针对系统所涉及到的光路及电路所用器件、芯片选型进行了详细地介绍。 3.从模拟和实际实验两方面入手,分析了时延定位部分电路设计,详细介绍了每个模块的功能实现、RTL电路及所用到的接口。