【摘 要】
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近些年,基于光电振荡的传感器在温度、压力、振动、折射率和速度等物理量的测量上被广泛研究。光电振荡技术应用于传感测量上,可以让基于光电振荡的传感器获得比常规传感器更多的优点,比如传感测量灵敏度和精度高、抗电磁干扰性强和可重构性强等。但是基于光电振荡的传感器也面临一些亟待解决的问题,包括:以往的基于光电振荡的传感器只能进行单点或单参量的测量,无法进行多点或多参量测量的问题;不能实现快速传感响应导致无法
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近些年,基于光电振荡的传感器在温度、压力、振动、折射率和速度等物理量的测量上被广泛研究。光电振荡技术应用于传感测量上,可以让基于光电振荡的传感器获得比常规传感器更多的优点,比如传感测量灵敏度和精度高、抗电磁干扰性强和可重构性强等。但是基于光电振荡的传感器也面临一些亟待解决的问题,包括:以往的基于光电振荡的传感器只能进行单点或单参量的测量,无法进行多点或多参量测量的问题;不能实现快速传感响应导致无法对瞬变量进行测量的问题;对环境或传感参量变化不能进行动态自校准问题。本文主要针对基于光电振荡的传感器在测量应用的上述问题进行探究,提出了解决办法或改进方法。论文的主要研究主要包括以下方面:第一,介绍了光电振荡器的基本原理和发展过程,提出了一种光电振荡器的可调谐方法,可解决对窄带光源的依赖和分立结构引起的稳定性问题。详细调研了国内外基于光电振荡的传感器的发展现状,详述了基于光电振荡的传感器在一些物理量上的检测方法以及实现的具体技术参数。第二,针对基于光电振荡的传感器不能实现多参量或多点测量的问题,提出了一种统一架构下的基于光电振荡的集总/分布传感系统,能实现对系列的参变量或多点分布式参变量进行测量。研究了基于光电振荡的传感器的技术及其传感技术实现路线。第三,针对基于光电振荡的传感器不能实现快速传感响应的问题,无法对瞬变量进行测量,提出了一种基于光电振荡的传感器快起振的标准,解决了以往不能快速的传感测量,实现了基于光电振荡的传感器对瞬变量的测量传感。实验结果验证了方法的可行性,传感响应时间为之前的1/5且以带宽变化量“拐点”作为传感器起振的传感灵敏度为-86.02MHz/FBG。第四,针对基于光电振荡的传感器无法自校准的问题,在环境和传感参数发生变化时传感器不能自校准,提出了一种可重构测量精度、动态校正误差的基于光电振荡的传感器系统,实现了传感器的测量精度的可调范围为6.09至9.56 GHz/(N/mm)和高达40%误差可以动态地被校准。解决了基于光电振荡的传感器无法进行自校准和应对环境变化适应性差的问题,改良了基于光电振荡的传感器在测量上的应用。
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