悬臂梁式光纤振动传感器的一种光调制方法的特性研究

从悬臂梁式光纤振动传感器的基本原理出发，应用较好成熟的光纤连接耦合理论，导出了悬臂梁（反射体和敏感体）相对于稳定的光纤运动的一种光调制方法数学模型，通过计算机运算求得其特性曲线，为传感器的设计提供可靠的理论依据。     

提高光纤光栅应变传感和振动传感测量精度的一种方法

采用匹配的双光纤光栅组成传感头和采用匹配的光纤光栅组成检测光路,使应变、振动引起的波长移位放大了一倍,从而使这种传感器的测量精度提高一倍。     

一种新颖的强度调制型绞合式光纤应变传感器

介绍一种本征型强度调制绞合式光纤应变传感器,分析了该传感器的应变传感原理。理论与实验均表明,该传感器既能测量拉应变,又能测量压应变,对应变的响应具有良好的线性和重复性、灵敏度高、无迟滞现象。     

光纤振动传感系统相位调制模块的嵌入式设计

针对光纤振动传感系统测试与标定环节缺乏便携式振动信号驱动装置的问题,设计了一款基于FreeRTOS和STemWin嵌入式系统的压电陶瓷相位调制模块.该模块使用STM32嵌入式微控制器,结合H桥功率驱动对信号进行功率放大.利用FreeRTOS嵌入式操作系统进行多任务功能部件开发,并设计了STemWin人机交互界面.随后搭建分布式光纤振动传感系统对嵌入式相位调制模块进行测试,结果表明该模块可实现驱动信号频率、占空比、输出极性和电压的调节,并可在总长为11.769km的传感光纤上对冲击信号进行实时采集,且振动信号定位误差在41m以内,从而可满足各类光纤振动传感系统在长距离不同位置处进行振动测试与标定的需求.     

光纤Bragg光栅压力传感特性研究

提出了以半导体硅材料作为光纤Bragg光栅(FBG)衬底的FBG压力传感密封型结构,并对其压力传感特性进行了研究,结果表明:FBG的中心反射波长漂移对压力呈现良好的线性响应特性,在0~35MPa的测压范围内,压力调谐灵敏度为0.034 nm/MPa,有良好的机械性能和稳定性能。通过对实验数据的拟合分析表明:采用这种材料,其中心波长和压力变化有着好的线性拟合度和重复性,且迟滞很小,它们的相关系数都达到0.99,在光传感领域具有实用价值。     

基于等强度悬臂梁的光纤传感器设计研究

根据光纤Bragg光栅和等强度悬臂梁的结构原理,推演了传感器设计的理论依据,并依据此原理设计了光纤光栅传感器,在实验室环境进行了测试,利用matlab进行数据处理,结果表明,该传感器可以应用于工程实践。     

光纤Bragg光栅折射率调制特性研究

在光纤Bragg光栅(FBG)中两个正反向模式之间会发生耦合,要了解光纤光栅的物理特性,提高反射率的精度,就需要深入研究光纤光栅的耦合模理论.通过光纤Bragg光栅的耦合方程,研究在不同的折射率调制深度的情况之下光纤反射谱变化,并用Matlab做仿真实验,结果发现光栅长度取2,5,10 mm,弱光栅、中度光栅、强光栅在折射率变化0.000 1时的反射谱带宽最大值分别是2.015 0×10-11,5.276 7×10-11,9.2143 ×10-11.计算表明:在固定光栅长度情况下,每0.000 1折射率变化所导致的反射谱带宽变化值在任意反射带中都相对稳定,其中,弱光栅反射谱最小,中度光栅反射谱次之,强光栅反射谱最大.     

双悬臂梁式光纤Bragg光栅位移传感器

位移测量装置利用测量杆通过楔形块作用在固定于底座的等强度悬臂梁上,其中,光纤Bragg光栅粘贴于其中一块等强度悬臂梁外表面的中心线处。在测量中,当测量杆产生位移时,会带动楔形块产生相应的位移,并促使等强度悬臂梁的自由端产生扰度变化,从而导致粘贴于等强度悬臂梁外表面的光纤Bragg光栅产生波长移位。实验表明,当位移增加或者减少时,位于中心测点的光纤Bragg光栅的实验灵敏度分别为正行程0.015nm/mm,反行程为0.014nm/mm,重复性误差为2.2%;正行程的线性度为0.99728,反行程的线性度为0.99684,迟滞为0.0626%FS。     

一种高分辨力的光纤光栅悬臂梁动态解调技术

介绍了一种基于悬臂梁的匹配光栅测量和解调方案,在外界加速度作用下,一个光纤光栅受压,另一个光纤光栅受拉,使波长调谐的灵敏度增加了1倍。实验证明了该方法寓解调和温度补偿为一体的优越性,本解调方案的波长移动分辨力为0. 01pm,可实现高分辨力加速度测量。     

一种新的气敏光纤传感材料

本文是本刊3卷2期(1990年6月)《气敏涂层光纤传感器研究》的续篇。上篇介绍氧化锡膜的光反射特性;本篇介绍掺杂ZnO后的Sn_2O-ZnO膜的光透射特性,测试结果见图1和图2。因其制备工艺、气敏机理、试验装置与条件,两者基本相同,故介绍从略。     

光纤振动传感器响应线性化的理论研究

通过对传统光纤振动传感器理论耦合模型的剖析,找出了影响传统传感器线性度的原理性因素,进而提出了一种新型光纤振动传感器的结构模型。     

可调谐激光二极管吸收光谱残余光强调制补偿技术研究

分析了可调谐激光二极管吸收光谱仪器中残余光强幅度调制对谐波探测和全数字化信号处理的影响;搭建了基于电压可调谐光强衰减器(MEMS VOA)的光强残余幅度调制的补偿实验系统平台;实验结果表明,本补偿装置可以把残余光强调制降低到补偿前的1/20,并将其带来的二次谐波线型畸变降低60 %以上;初步证实了利用本方法消除二次谐波畸变并实现全数字化处理的可行性.     

一种强度调制型频率编码光纤环传感器阵列

提出一种基于强度调制技术的频率编码光纤环传感器。给出光纤传感阵列结构并阐述了多传感器准频分复用原理,分析了阵列中传感器的反射信号特征,并重点讨论了不同长度光纤环的谐振频率特性。结果表明,通过改变光纤耦合系数及选用合适的光纤环长度,可以提高传感系统的复用能力和分辨能力。系统采用频率跟踪解调技术以提高信噪比和探测灵敏度。此系统可用于准分布应变和温度的测量。     

超低频振动传感器的研究

提出了利用磁电式速度计实现超低频振动传感器的实用方法 ,通过串联式校正电路 ,在保持最佳阻尼的同时 ,使可测最低频率降至 0 .6Hz以下。对该超低频振动传感器的校正电路、工作原理、传递函数以及校正前、后输出特性的差异进行了系统的分析与阐述。     

一种基于等强度梁的光纤光栅高频振动传感器

以光纤光栅为敏感元件,设计了一种基于钢制等强度悬臂梁结构的高频振动传感器,该传感器由光纤光栅粘贴于等强度悬臂梁的表面而实现.运用材料力学原理对该等强度悬臂梁的共振频率和应变特性进行了推导.采用匹配滤波法解调光信号,并进行了传感探头优化设计,使该传感器实现了温度补偿.在不同环境温度下对任意频率的振动进行了测量实验,结果表明这种振动传感器可以实现高频振动信号的检测,实际上限频率达6 kHz,测量频率误差小于0.5%,能够实现温度补偿,且集成度高,结构轻便,具有广阔的实用前景.     

一种双折射平衡型光纤温度传感器的研究

本文提出了一种双折射平衡型光纤高温传感系统。这种系统是通过检测光偏振态的变化来测量量温度特性的。用两块蓝宝石单晶片作为探头中的敏感元件,它们首尾相接,第一块晶体的慢轴与第二块晶体的快轴相连。     

智能全方位振动传感器的设计研究

传感器是传感器网络这一国际前沿研究领域的重要基础.该文基于振动数学模型,提出一种集振动分析、图像处理及网络通信等技术于一体的可视化智能全方位振动传感器的研制理论与方法,以实现全方位振动传感、振动可视化、全方位物理空间监控及传感信息共享,降低误判率,提高判断准确度.实验结果表明,上述理论与方法可以实现全方位振动传感及振动可视化.     

具有力矩传感器的柔性关节的振动抑制

针对具有谐波减速器的柔性关节机器人容易产生振动的问题,设计了一种轮辐式力矩传感器,该力矩传感器安装于谐波减速器输出端和机器人臂杆之间,用于反馈机械臂反作用于关节的扭转力矩,从而能够直接获得关节的振动状态信息.基于该力矩传感器信息和计算的关节名义输出力矩,提出了一种新的振动抑制方法,在传统力矩负反馈PD控制器基础上通过增...     

扭杆弹簧倾斜仪电容传感电路的温度调制实验研究

扭杆弹簧倾斜仪是应用领域广泛的小型化倾斜仪,可监测地面微小倾斜.电子元器件的参数会随环境温度波动而变化,从而引起电容传感电路的输出发生变化.本文对这种效应进行了理论分析与实验研究,结果表明温度的波动对电容传感电路的输出影响比较大,在实际使用中要对扭杆弹簧倾斜仪中的电容传感电路采取必要的温度补偿措施等.因此,电容传感电路温度响应特性的研究对于扭杆弹簧倾斜仪精确地测量地倾斜信号具有重要意义.     

某型飞机振动传感器试验器的研制

为测试某型飞机振动传感器性能,采用背靠背比较法振动测试方法,基于苏试振动台(VT-500)、功率放大器(LA-800)、单轴向电荷输出型加速度标准传感器(Ymc222A25)、电荷放大器(Ymc8102T)、普源信号发生器(DG1032Z)以及研华PCI工控机与A/D板卡(PCI-1716L),搭建振动传感器试验器振动测试平台,以DG1032Z输出作为振动激励信号源,基于VC ++6.0开发出信号发生器远程控制与板卡信号采集软件,对试验器的功能进行试验验证,结果表明其有效性.所研制的试验器可实现振动信号源的产生与标准/被测信号的校准,从而为某型飞机振动传感器的测试与修理提供技术支撑.