文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
反射式光强调制光纤测振系统的设计与研究
姓名:李汾娟
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:吕明
20080501
反射式光强调制光纤测振系统的设计与研究摘要光纤测振传感器将光纤传感技术与测振技术相结合,具有结构简单、体积小、重量轻、传输安全,抗电磁干扰能力强等优点,可实现恶劣环境下高精度,高灵敏度的非接触振动测量,这是传统测振技术不可比拟的。光纤测振系统将振动信息通过疍传入计算机,在计算机中完成信号的处理与分析,实现了测振与分析一体化及测振技术的集成化,对光纤传感技术商品化的进程有重要意义,也是光纤传感器未来的发展方向之一。本文设计了一套反射式光强调制光纤测振系统,对准高斯分布下的单对光纤受光特性、前置信号调理电路、信号的后处理和传感器的特性实验五个方面作了较为深入的分析与研究。首先,在查阅、综述国内外有关光纤传感器的研究资料和成果的基础上,阐述了反射式光强调制光纤测振系统设计与研究的目的和意义。其次,介绍了反射式光强调制光纤传感器的基本原理和发射光纤纤端出射光强场强分布假设,提出了单对光纤接收光功率的数学模型,利用蚔砑⒎抡嫦低常治隽斯庀私峁共问越邮展夤β实挠响;提出光纤探头的数学模型,分析了不同形式光纤探头的响应特性。再次,论述了反射式光强调制光纤测振传感器的设计,着重说明了光纤结构、光纤的传光原理,光纤的类型与特性、光源的选择及其驱动,以及光电探测器的选择等。接着,设计前置信号调理电路。详尽分析了电路的增益、带宽、相对误差以及噪声,完成了电路中集成运放和其它元器件的选择。太原理一喝搜恫费芯可宦畚
随后,论述了肪诚碌男藕藕蟠怼V氐闼得髁瞬ㄐ尾杉数字滤波、窗函数、曲线拟合和频响函数的程序设计。最后,对反射式光强调制光纤传感器的的特性进行实验测试及量化分析,对影响传感器性能因素进行检测并提出传感器性能的改进方案。关键词:光纤,庹裣低常瓷涫剑馇康髦疲墙哟太原理一喝搜研究生学诼畚
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主要符号说明光纤轴间距/朋消振电容/矿运放的开环增益/如数值孔径光纤端面至反射面的距离//.光功率发射光纤纤芯半径//.接收光纤纤芯半径纤芯的折射率包层的折射率直流电源电压/恼蜓菇担痽琇的工作电流/爿绝对温度/运放的输入阻抗/隔直电容/输入电阻/獃转换等效输出噪声电压/,一;黄鞯氖涑龅缪梗痽电路的带宽太原理喝搜妒芯可宦畚兄他丁!尸々‰
论文作者签名:么至空量圈日期:边:巫:兰日期:趁必厶关于学位论文使用权的说明③学校可允许学位论文被查阅或借阅;。④学校可以学术交流为目的,本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;复制赠送和交换学位论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容C苎宦畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑。签名:导师签名:声明尸
第一章绪论光纤传感器的概述光纤传感器的国内外研究动态前,光纤传感器可以对位移、压力、速度、温度、振动、液位、角度等近种物理量光纤即光导纤维,是世纪年代发展起来的一种新兴的光电材料。随着光纤实用化和光通信技术的发展,光纤传感器技术开始兴起。光纤传感器与传统传感器相比,有其独特的优点‘俊】【俊】:沟绱鸥扇牛狗洌敌院茫寤。亓壳幔峁辜虻ィ透矗透哐梗辣廊迹湫藕虐踩ǎ墙哟ゲ饬浚槊舳雀撸既范雀撸渌鸷牡停脊庑院茫段Т螅托院茫饴房赏淝阌谟爰扑慊樱迪窒低车闹悄芑2夂涂刂啤桓庀丝芍瞥纱ǜ胁煌锢砹康拇ǜ衅鳎光纤传感系统具有数值传输的格式,易于采用多路复用技术。诸多优点集于一身是传统传感器无法比拟的,使得光纤传感器一出现就受到广泛的重视。光纤传感器的研究正在蓬勃的开展着,随着新兴学科的交叉渗透,将会得到更广泛的应用。光纤传感技术是一门多学科性科学,涉及知识面广,在许多领域彰显出强大的生命力。国外许多国家已经开始研究光纤传感技术,他们投入相当多的人力、物力先后制定发展规划,其研究重点主要在六个方面庀舜ǜ邢低常执止庀丝制系统;庀送勇荩朔浼嗫兀苫⒍嗫兀民用计划。目进行测量。国外一些发达国家有一些成型产品也己投入市场,:.
光纤传感器的发展趋势试,压电