高速旋转叶片的振动严重影响着旋转机械的运行安全,因此迫切需要实现对叶片的实时监测,防范事故于未然。叶端定时光纤传感器以其灵敏度高、抗电磁干扰能力强、高可靠性等优势,被应用于大型旋转机械叶片非接触振动监测。本文围绕叶端定时光纤传感器数学模型的建立、光纤结构参数的仿真优化设计、光纤传感器试制与实验以及导致传感器产生误差的因素等方面进行了较为深入的研究。主要的工作内容包括以下几方面:1、在叶端定时光纤传感器的探头结构方案中,设计了一发射六接收的光纤探头结构。对此结构建立了数学模型,分析了探头不同结构参量对光强调制特性的影响。2、在出射光为高斯光束且均匀分布的前提下,建立了反射端面为凸面时对光强调制特性影响的数学模型,研究了反射端面曲率半径变化对光强调制特性的影响规律。3、设计了叶端定时光纤传感器中的光路结构,确定了传感测量系统中所用的光电器件,同时研究了光电探测电路结构,并仿真分析了其输出波形。针对光纤探头易受到灰尘以及油液污染等问题,对光纤探头端面处理技术进行了初步探索。4、试制了所设计的叶端定时光纤传感器,针对不同光纤结构参量的传感器进行了对比实验,实验验证了仿真结果;其次,实验研究了安装误差对光强调制特性的影响,确定了传感器最佳安装范围;再次,通过静态以及动态实验研究了镀膜光纤的光学特性。5、研究了叶端定时光纤传感器的测量误差来源以及消除误差的方法并研究了传感器的输出脉冲信号上升沿特性,揭示上升沿与转速间的关系。