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基于FP调谐滤波技术的光纤光栅传感信号解调系统的研制

更新时间：2020-04-16 00:56:48 大小：4M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：解调系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

光纤光栅传感器具有电子类传感器不能比拟的特点——长期稳定、抗电磁干扰、抗高辐射、耐高温等，光纤光栅传感网络可以实时检测包含地层油气含量的压力温度信息，这成为光纤光栅传感器应用于油气井下检测的突破点，而实用化、工程化的解调系统则是该传感网络的关键，也是当前光纤光栅传感技术研究领域的难点。      本文从光纤光栅的发展、特性、分类以及分析温度应力交叉敏感问题出发，分析比较了目前典型的传感解调方案，针对实验室传感系统需要，设计并研制了采用可调谐光纤FP滤波法实时检测FBG波长的多功能数字化解调系统(FBGDS-2004)，系统以浮点式DSP芯片为主控部件，采集A/D转换电路的信号(其中包含了传感光栅的测量信息)，对其进行分析和运算处理；DSP和现场可编程逻辑器件(FPGA)结合产生变频率变幅值的锯齿波信号驱动可调谐光纤FP(TFFP)滤波器，提高了精度和速度；并详细地分析了TFFP滤波器在校准中出现的影响因素，提出了动态参考的波长实时校准方法，有效地解决了这些问题；单片机AT89C51采用功能键盘和数字键盘全局控制该解调系统，通过点阵液晶显示器(LCD)实现了人机交互功能和测量结果的显示及波形绘制。以上独特的创新点使得系统成为具有高分辨率、高度集成、宽带化的适合工程应用的光纤布拉格光栅传感解调系统。      本文从理论上分析了该解调方案的可行性及可以达到的性能指标，详细论述了方案的设计，然后通过开发的硬软件对系统进行了主板电路的调试和相关实验，分析了结果的正确性，并通过按键选择在液晶显示屏上实时显示检测变化的信号及其相关的重要参数，整个系统已经达到：分辨率5pm，扫描频率100Hz，扫描谱宽50nm，测量精度为0.01nm。增加AD采集点数可以将分辨率提高到1pm，定标后的系统可以进一步提高测量精度，文中最后提出下一步应该完善的工作。      

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