【摘 要】
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干涉型传感器是应用于实际工程测量的光纤传感器之一,尽管在制作、信号复用等方面不如光纤光栅传感器,但却因其具有更好的长期稳定性,高分辨率、低成本等明显优势,在要求成本和测
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干涉型传感器是应用于实际工程测量的光纤传感器之一,尽管在制作、信号复用等方面不如光纤光栅传感器,但却因其具有更好的长期稳定性,高分辨率、低成本等明显优势,在要求成本和测量精度的测量领域备受关注,并被广泛应用于长度、位移、压力、温度等物理量的测量。而每年关于光纤F-P传感器解调技术的研究论文与应用报道层出不穷,但归结起来主要分为三类,分别为:传统的基于相干光源的直接强度解调技术,光谱域解调技术和互相关解调技术。本文首先回顾了光纤白光干涉测量技术的研究发展状况,在认真总结前人的研究成果基础之上,保留了传统干涉测量技术的优点,改正了一些不足,方便了工程测量领域的高精度测量。文中对互相关解调的光纤F-P传感器电路解调系统进行了设计,包括硬件设计与软件设计。系统硬件设计部分负责实现光电转换、模数转换与数据传输的功能;系统软件设计部分负责基于VHDL的程序的编写与数据处理。系统硬件部分以FPGA为控制核心,集成了CCD驱动控制模块、模数转换模块、USB传输控制模块、数据信号处理模块。所有功能模块在主控元件FPGA的控制下,完成干涉条纹信息的获取、数字化、数据传输等工作。系统软件部分主要负责线阵CCD驱动时序、AD9826的工作时序、USB数据传输控制程序的编写及CCD亚像素细分算法处理的工作。针对本文研究的内容,对文中设计的电路解调系统进行了调试,应用该系统进行了实验验证。实验结果表明,该系统能够实现对CCD输出信号进行采集与处理的功能,基本满足设计的最初期望。
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