光纖E+E位移傳感器信號(hào)處理技術(shù)研究及電路實(shí)現(xiàn)
近年來(lái),光纖傳感器在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。特別地,伴隨著通信行業(yè)的飛速發(fā)展,光纖的應(yīng)用也越來(lái)越多,光纖傳感器的研究也得以更加深入。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了針對(duì)多種物理量進(jìn)行檢測(cè)的光纖傳感器以及多種光纖傳感器的融合的傳感網(wǎng)絡(luò)。

光纖E+E位移傳感器信號(hào)處理技術(shù)研究及電路實(shí)現(xiàn)
主要致力于強(qiáng)度調(diào)制型反射式光纖E+E位移傳感器的研究以及后續(xù)的微弱信號(hào)處理電路研究。首先介紹了光纖傳感器研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),光纖傳感器的基本組成部分以及各部分的主要功能。之后,針對(duì)光纖傳感器的基本分類方法進(jìn)行了論述。著重于強(qiáng)度調(diào)制型反射式光纖E+E位移傳感器展開(kāi)了詳細(xì)的研究,包括其檢測(cè)位移的基本原理以及出射光纖光場(chǎng)的幾何學(xué)分析。光纖E+E位移傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀,分析其發(fā)展過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題,設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖定放大器的高精度塑料光纖E+E位移傳感器。采用芯徑大的塑料光纖作為傳光及傳感器件,并對(duì)光纖傳感探頭結(jié)構(gòu)和信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。以雙路發(fā)送光纖傳輸,DSP芯片TMS320F2812設(shè)計(jì)的數(shù)字鎖定放大器對(duì)接收的兩路信號(hào)進(jìn)行處理,以達(dá)到對(duì)微距的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)顯示:在0~3mm范圍內(nèi)傳感器輸出與位移成線性關(guān)系,靈敏度為2.12mV/μm,線性度為0.6%,從而實(shí)現(xiàn)了在較大的測(cè)量范圍內(nèi)有很好的線性。根據(jù)相關(guān)的參考文獻(xiàn),定義了光強(qiáng)調(diào)制函數(shù),簡(jiǎn)要介紹了幾種出射光場(chǎng)的光強(qiáng)分布,在均勻分布假設(shè)和鏡面反射假設(shè)的前提下,完成了光纖對(duì)出射場(chǎng)的建模,對(duì)此模型進(jìn)行了計(jì)算,得出了光強(qiáng)調(diào)制函數(shù)的具體表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上,得出了光纖對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)光強(qiáng)調(diào)制函數(shù)特性曲線的影響,為光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論支持。zui終,給出了光纖E+E位移傳感器的具體的設(shè)計(jì)方案,并對(duì)方案進(jìn)行了詳細(xì)的論述。zui后,由已經(jīng)確定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,提出了一種檢測(cè)傳感器微弱信號(hào)的方法,采用模擬器件來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)。主要完成了帶通濾波器,幅值檢測(cè)電路,交流放大電路,穩(wěn)壓電路,以及光源驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。

光纖E+E位移傳感器信號(hào)處理技術(shù)研究及電路實(shí)現(xiàn)
對(duì)所設(shè)計(jì)的濾波器電路和驅(qū)動(dòng)電路做了詳盡的描述,包括設(shè)計(jì)的基本原理和相應(yīng)的電路仿真,與相應(yīng)的光纖探頭配合完成了位移量的檢測(cè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電路能夠很好地濾除噪聲。光纖傳感器由于其特殊的結(jié)構(gòu)特性,具有一些其他傳統(tǒng)電磁傳感器都*的優(yōu)點(diǎn),特別適用于一些比較惡劣的環(huán)境下,因此,研究光纖傳感器具有十分重大的意義。