在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境温度、湿度进行测量及控制。光纤温度系统和光纤湿度系统都将是支撑未来物联网的基础技术之一。本研究课题采用基于强度调制的双包层单模光纤结构传感器作为探头，旨在研究出一套可以应用于生活实际的光纤温/湿度传感系统。本文从光波导理论出发，用标量法求解出双包层光纤的模式场分布情况，并进一步求解出其特征方程。接着，本文用Matlab软件对双包层光纤传感器中的导模和包层模进行了分析，计算表明：导模的数目与外包层敏感材料的折射率有关，同时存在着多个包层模和泄漏模。本文还对双包层光纤与传感段两端的单包层光纤之间的功率耦合损耗进行了分析，用Matlab计算表明：当外包层半径与纤芯半径之差大于s>5μm时，外包层涂覆材料对光纤功率耦合基本没有影响。本文对光纤的腐蚀工艺、温/湿度敏感材料的选择、涂覆方法等进行了研究；在传感器的制作过程中发现了敏感材料的涂覆厚度对传感器的光功率输出响应范围及线性度都有很大的影响。因此，在制作传感器时需要控制好涂覆层的厚度，以达到理想的光强调制深度和响应线性度。本文用实验的方法对制作出来的两种传感器的衰减特性进行了研究，对光纤温度传感器的检测表明：其最大衰减可达到了-40dB、最小插入损耗是-1.4dB，在55~105C的温度变化范围内光强变化有准线性特性；对光纤湿度传感器的检测表明：在相对湿度30~100%RH范围可获得了近线性响应，光功率变化可达37dB。本文从整体到局部对光发射模块与光接收模块进行了硬件及软件层面的设计与分析，具体包括激光器驱动电路、前置放大及量程自动转换电路、次级放大电路、A/D转换电路、微处理器及其外围电路、LCD接口电路等各部分。对制作出来的电路板进行了测试，测试表明：系统整机的稳定性很好、测量精度足够高，可满足实际应用的需求。本文对传感系统的标定方法进行了探索，根据温湿度传感器的特点，提出了采用“表格法”对采样数据进行标度转换。本文利用此方法对光纤湿度传感系统进行了标定实验，并对标定效果进行了测试，测试表明：标定后的湿度传感系统的相对湿度显示绝对误差小于2%RH，测量标准差可达0.027%RH。