分布式FBG波长解调系统的试验研究

设计了一种分布式FBG波长解调系统,采用可调谐光纤F-P滤波法对FBG的波长传感信息进行解调,使用高速采样卡对信号进行采集,分析。给出了阶段性试验的结果,并提出了改进系统分辨力的方法。     

CLPG的分布式FBG解调系统仿真研究

从耦合模理论出发,运用传输矩阵法对级联长周期光纤光栅(C LPG)的传输光谱进行了仿真分析,提出了基于CLPG的分布式光纤布拉格光栅(FBG)解调系统.该解调系统将级联长周期FBG作为边缘滤波器,利用它的4个线性区同时解调4个FBG的传感信号.仿真结果表明:在CLPG的线性范围内系统检测的光功率与传感FBG所受轴向应变成线性关系,最高能检测到5.813×10-9的轴向应变传感信号.系统的应变灵敏度分别为-42.75,42.95,-43.15,43.35 mW/10-6.     

基于LabVIEW的光纤光栅白车身车门内间隙测量系统研究

设计了一种基于光纤光栅(Fiber Bragg Gratings, FBG)传感技术的白车身车门内间隙自动测量系统。传感器采用楔形滑块-悬臂梁式传感体结构,分析了传感器的传感原理。利用FBG高频解调模块采集传感器的信号,通过无线网桥ST5816H-C对数据进行传输,基于Labview开发平台设计上位机交互界面系统。实验研究表明该测量系统的线性度达2.7%FS、测量精度为±0.13 mm,可进行12个点位车门内间隙的同步实时测量,实现传感位置、间隙历史曲线、间隙值等多状态实时显示,满足车间实际监测要求。     

基于FPGA和DSP的光纤信号实时处理系统

设计了一种基于FPGA和DSP的光纤信号实时处理系统,介绍了系统的硬件组成和工作原理.该系统采用FPGA实现数据的高速采集和逻辑控制,用DSP实现传感信号的全数字解调,分析了载波相位延迟对解调输出的影响并采取了纠正措施.     

嵌入式FBG图像解调系统噪声特性分析及处理

随着嵌入式技术的迅猛发展,利用嵌入式处理器构建FBG图像解调系统实现大量传感数据的实时、实地快速处理成为可能.分析了嵌入式FBG图像解调系统光斑图像特性,提出基于邻域平均与距离变换相结合的二次空域去噪算法,实验结果表明,二次去噪算法继承了邻域平均和距离变换的优点,用该算法对FBG解调系统光斑图像去噪,并联立光斑定位算法解调FBG光斑,解调精度不超过0.2像素,解调结果十分理想.     

光纤光栅传感器在称重系统中的应用

为了实现物体重量的测量,分析了光纤光栅传感器的结构和原理;研究了应变和温度交叉敏感以及波长解调等FBG传感技术应用的关键问题.根据对承重台受力的分析,设计了承重台的结构和传感器的安装方式,而且,摸索到了光栅传感技术的一些使用经验和注意事项,这些可为高速公路汽车称重系统所借鉴.利用FBG210解调仪在信号采集,分析,存储和传输等方面的优势,实现了光纤光栅解调.使用处理器对解调出的重量信号进行处理,并将其显示在LCD上.     

基于ARM的FBG传感解调系统的研究

为了探索光纤布拉格光栅(FBG)中心波长检测方法,结合嵌入式技术,设计开发了一种基于ARM的FBG传感信号处理系统。系统主要包括数据采集、数据处理、数据存储等模块,能够完成FBG反射谱信号的数据采集、中心波长检测、数据显示等功能。系统采用C语言进行编程实现,并在硬件系统上进行了测试。结果表明,系统能够满足FBG波长检测相关功能要求,同时解调的速度和精度都有所提高,为基于ARM的低成本、微型FBG传感系统的实用化提供了很好的参考。     

基于曲线拟合的块匹配法应用于FBG图像解调系统

随着嵌入式技术的迅猛发展,利用嵌入式处理器构建FBG图像解调系统实现大量传感数据的实时、实地快速处理成为可能.受运动估计算法中块匹配法的启发,考虑到质心法的不足,本文将曲线拟合的块匹配法应用于嵌入式FBG图像解调系统,测量FBG光斑的位移值.实验结果表明,目标经过块匹配处理后,用二次曲线拟合绝对差和(SAD),值,得到的最小块误差(MBD)点具有亚像素精度定位,用该算法对FBG解调系统解调,具有稳定性好、精度高、收敛速度快的优点,解调结果十分理想,适合应用于嵌入式FBG传感系统的光斑图像解调.     

虚拟仪器技术在FBG传感系统中的应用

介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤B ragg光栅(FBG)传感监测系统,包括FBG传感器的基本工作原理、虚拟仪器技术的特点和LabVIEW软件的应用。实验表明:该系统能够正确采集FBG传感过程中的应变和温度等特征信号,并能有效利用计算机实现信号的处理,可以满足FBG实时监测的要求。     

基于LabVIEW的光纤光栅传感的动态解调

设计了一种基于LabVIEW和可调谐光滤波器的光纤光栅传感动态解调系统。用LabVIEW编写虚拟仪器(VI)程序,通过硬件接口由计算机控制可调谐光滤波器,使其在固定波长范围内扫描;采集电路对光电转换后的信号进行采集并送到计算机中分析处理,得到传感信号的反射波长以获得应变量。最后把传感解调系统的测试结果和光谱仪的测试结果进行比较,两者基本一致,说明了解调系统的设计是正确的。     

一种实时校准的光纤Bragg光栅传感器解调系统

为了提高光纤Bragg光栅（FBG）传感器阵列的信号解调精度,基于窄带光源问讯解调原理,提出了引入带标记热稳定标准具模块来实现实时校准的方案,利用12位A／D采集模块将信号采入计算机,在虚拟仪器软件LabVIEW下处理信号,峰值检测方法为分段寻峰。实验表明：该方案对FBG传感器中心波长位移的最大解调精度为1pm,相对于无实时校准模块方案下的解调精度提高了10倍以上,在应变为1×10^-4的范围内,测量误差小于1.5×10^-6。     

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统集成化设计

设计了一种基于单片STM32F4芯片的时栅位移传感器信号处理系统,将驱动电源、信号采样以及数据处理与误差补偿集成在一片芯片中完成,采用数字频率直接合成（DDS）技术进行激励源的设计,利用输入捕获方式进行高频时钟脉冲插补来采集测量信号,由芯片集成的单周期DSP指令部件完成数据计算,并采用傅氏级数谐波修正技术来进行误差修正。实验表明：采用该系统后,72对极时栅误差峰峰值为3．29”,在保证精度的同时实现了时栅信号处理系统的集成化、小型化,降低了生产成本。     

反坦克弹光纤惯导嵌入式信号采集系统设计与实现

针对战术导弹通用惯性导航系统应用需求设计了一种基于光纤陀螺与石英加速度计传感器的信号同步采集与实时处理硬件系统,完成了方案设计,对各子模块进行了功能划分与指标分配,采用 DSP+FPGA的嵌入式硬件平台架构,实现了三通道电流到频率脉冲的高精度模/数转换,陀螺仪、加速度计敏感的载体三维角运动、线运动测量信号的同步采集与实时处理功能,具有小型化、通用性强的特点,对样机实现的性能指标验证和测试结果符合设计要求。     

基于Lab VIEW的多通道木材声发射信号采集系统

为采集木材在长时间载荷作用下的声发射信号,设计了一种多通道的高速数据采集系统.首先,利用NI USB-6336高速采集卡和声发射传感器等硬件搭建4通道声发射信号硬件采集平台;其次,基于Lab VIEW设计人机界面及软件控制系统;最后,通过木材三点弯曲试验来验证该采集系统的效用.试验结果表明,该4通道的信号采集系统能有效地采集与自动存储木材在损伤过程中的声发射信号.作为一种木材声发射信号采集平台,该系统能够为木材声发射信号的采集与分析提供基本保障.     

基于线阵光电探测器的FBG传感解调算法分析

采用线阵光电探测器光谱采集系统,对光纤Bragg光栅（ FBG）传感器反射谱进行数据采集。由于线阵光电探测器采样点数有限,为了研究不同数据个数对FBG反射谱寻峰精度的影响,基于LabVIEW开发平台,对比分析了FBG传感解调系统中常用的三种寻峰算法：质心法、高斯拟合法和多项式拟合法;比较了不同数据个数下各种算法的性能。实验结果表明：利用反射波峰上7个采样点数据拟合精度最高,并且高斯拟合算法的精度和稳定性能较好。     

基于线阵图像传感器的光纤光栅传感解调技术

对比线阵CCD，CMOS图像传感器和InGaAs图像传感器的原理、特点和性能，提出了基于InGaAs图像传感器的光纤光栅传感解调技术，并设计了基于线阵InGaAs图像传感器的光纤光栅传感解调系统，而且通过计算机控制单独对应力和温度变化进行了测量实验，得到了理想的结果．基于线阵InGaAs图像传感器的解调系统不但测量精度和分辨率很高，而且基本上实现了光纤光栅传感的智能化，为光纤光栅传感的工业化奠定了基础，具有很好的应用前景.     

分布式光栅传感网络的高精度温度控制系统设计

针对分布式光栅传感网络中由于制作工艺和预应力等因素导致的中心波长不匹配问题,设计了基于半导体制冷器（TEC）的温度控制系统,提高了解调系统的解调范围和精度。基于ARM＋LTCl923＋高精度DA的系统构架实现了同时对多路TEC温度的精确控制,达到了调节分布式光栅传感网络中作为参考的每路光纤Bragg光栅（FBG）中心波长的目的,使得各参考光栅与其相应的传感光栅中心波长得以匹配。实验结果表明：该系统可重复性良好,并在一定的温度范围内有较高的调控精度。     

光纤Bragg光栅传感器的解调方法概述

在各种光纤传感器中,光纤Bragg光栅(FBG)传感器是近几年来研究的热点。研究光纤光栅传感器的关键问题是光纤光栅的信号解调,即波长微小移位的检测问题。概述了光纤光栅传感器解调原理,并从响应特性分类角度对光纤光栅的几种解调方法进行了分析比较。     

感知传感器的高精度高分辨率采集系统设计

随着小型化、高精度、低功耗、智能化感知传感器的快速发展,传统采集系统已无法满足高精度要求.设计一套能够测量感知传感器输出微弱电信号的高精度高分辨率采集系统,该系统选用了CodexM4系列处理器STM32F411与分辨率为24位的串行模数转换芯片AD7714,提出了一种基于改进型滑动平均滤波算法的滤波方案.详细介绍了该系统的软硬件设计方案,最后利用模拟感知传感器进行了原理样机的静态精度测试,测试结果表明,基于感知传感器的高精度高分辨率采集系统能够满足高精度、实时性好、稳定可靠的设计要求.     

光纤光栅传感解调系统控制电路的比较与分析

寻求一种低成本、高性能的光纤光栅传感系统的解调方案是实现光纤光栅传感器实用化的关键技术之一。介绍了光纤光栅传感器的基本传感原理,给出了国内外提出的几种典型的解调方案,并重点分析和比较了其工作机理和性能,最后,总结了几种解调方案的优缺点,指出其发展方向,为光纤光栅传感解调系统的设计提供了依据。