微处理化医用光纤温度传感器研究

通过对该传感器温度检测原理和探头结构的分析,提出了光纤温敏探头的优化设计。应用微机化信号处理系统,使该传感器的温度分辨率及自动测控功能得到提高。     

全感应式钢栅位移传感器设计

位移传感器技术是一项对现代科学研究和工业生产有着重要影响的传感器技术，基于电磁感应原理，设计了一套钢栅位移传感系统，整个系统由基于ARM的信号处理主板、激励线圈、感应线圈和钢栅尺构成，主板通过感应信号的检测和计算得到位移信息，使用激光干涉仪进行了性能测试。测试结果表明，传感器分辨率达到1μｍ，在 35ｃｍ的量程内位移误差在10μｍ 左右，系统运行稳定，结构简单易维护，并且可以支持非直线测量。具有较高的实用性。     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力／力矩传感器的设计。对传感器的结构形式、测量原理作了介绍，进行了试验验证并给出了从8路输出电压到六维力／力矩的传递矩阵。该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦，大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率。实验证明，该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点，满足了预计的设计要求。     

3mm脉冲MTD雷达实时信号处理系统

介绍了用DSP芯片ADSP2106X并行结构实现了3mm脉冲MTD雷达的实时信号处理系统，通过并口和串口实现了与显示终端和天控单元的全双工通信。该系统既满足毫米波MTD雷达的高要求，又有高的处理速度，高的距离分辨率和高的谱分辨率，具有很高的实用价值：     

双通道光纤气压传感器系统设计

介绍了一种新型双通道光纤气压测量系统的原理和结构组成.该系统由双通道光纤位移传感器和高精度金属膜盒组成,用光纤位移传感器检测气压变化引起的膜盒自由表面的位移.气压测量系统的输出特性参数与系统光源的光强无关,只取决于系统气压传感部件的结构参数.系统的信号处理电路包括光信号前置放大电路、窄带滤波电路、真有效值转换电路以及A/D转换和单片机电路.根据实验测定的系统输出特性,该系统的测量精度达到±0.1 hPa,分辨率小于0.2 hPa.     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力 /力矩传感器的设计。对传感器的结构形式、测量原理作了介绍 ,进行了试验验证并给出了从 8路输出电压到六维力 /力矩的传递矩阵。该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦 ,大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率。实验证明 ,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点 ,满足了预计的设计要求     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力/力矩传感器的设计.对传感器的结构形式、测量原理作了介绍,进行了试验验证并给出了从8路输出电压到六维力/力矩的传递矩阵.该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦,大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率.实验证明,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点,满足了预计的设计要求.     

高性能低成本电子秤的参考设计

引言 电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件需求的增加.大多数电子秤是以1：3,000或1：10,000的分辨率输出最终的称重值,使用12bit～14bit的模数转换器很容易慢足要求.然而,高精密检测的电子秤表明要达到这种分辨率,ADC的精度需要接近于20 bit.本文将讨论一些电子秤系统的技术指标以及设计和构建一个电子秤系统所需考虑的问题.设计中主要考虑峰峰值（PP）噪声分辨率、ADC的动态范围、增益漂移和滤波.我们使用作为评估板的电子秤参考设计,将来自实际称重传感器（又称作负荷传感器）的测量结果与来自稳定参考电压源的输入进行对比.     

同步脑电-功能磁共振信号处理进展

同步脑电-功能磁共振(EEG-fMRI)整合了脑电的高时间分辨率和功能磁共振的高空间分辨率,是无创的大脑观测技术。但目前,该技术仍然存在信噪比过低、受试者舒适性差和数据融合困难等问题。本综述在介绍同步EEG-fMRI硬件系统的基础上,从EEG伪迹去除、同步EEG-fMRI信号融合、同步EEG-fMRI的应用、未来研究前景四个方面,综述该领域的最新进展,特别是在信号处理方面的新突破。本文介绍了一个对强磁场环境下脑电的信号处理的技术分级框架,为此新技术的应用分流和推广提供了重要参考。      

匹配光栅解调的传感器

介绍了匹配光纤布拉格光栅解调的基本原理,对采用此解调方法的传感器系统的参数进行了测试,并对系统进行定标。通过改进电路设计,检测极值点附近的对称点,提高了检测的精度。估算了系统的分辨率,温度分辨率为0．25℃,应变分辨率为2．07με。该系统具有结构简单、成本低、抗干扰能力强等特点。     

A Passive Optical Fiber Current Sensor Based on YIG

A research on passive optical fiber current sensor based on magneto-optical crystal and a new design of light path of the sensor head are presented. Both methods of dual-channel optical detection of the polarization state of the output light and signal processing are proposed. Signal processing can obtain the linear output of the current measurement of the wire more conveniently. Theoretical analysis on the magnetooptical fiber current sensor is given, followed by experiments. After that, further analysis is made according to the results, which leads to clarifying the exiting problems and their placements.     

分布式光纤温度传感器的温度测量与信号处理方法及实现

分布式光纤温度传感器利用一根光纤为温度信息的传感和传导介质，可以测量沿光纤长度上的温度变化。这种传感器的信号处理是将探测器输出信号尽可能地去除噪声和干扰，得到准确快速的温度显示和温度数据，这在解决大型重要结构的实时监控、准确测量等问题以及在组成智能材料结构方面具有重要价值和应用潜力。文章对基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布光纤温度传感器的温度测量方法和信号处理方法进行了全面而深入的研究，据此建立了传感器的信号处理系统。     

Development of a coherent OTDR instrument

Optical time domain reflectometry (OTDR) is a commonly used technique for characterization and fault location of optical fiber transmission systems. It involves measuring the fraction of a probe pulse that is scattered back (by Rayleigh scattering) from a silica fiber. Because of the very small levels of backscatter in single-mode fiber at long wavelengths, very sensitive optical detection is necessary to achieve adequate range performance. This paper gives the principles of operation and performance of a coherent OTDR system designed for use at 1.3 μm and its realization as a robust field-portable instrument with a specified performance of better than 24-dB one-way range, and 0.2-dB fault loss resolution. Coherent detection gives ultimate receiver sensitivity and also reduces the dynamic range requirements of the electronic signal processing. To realize these advantages, a novel technique is used to provide the necessary highly coherent source from a semiconductor laser. Sophisticated Signal processing techniques are employed both pre- and post-detection to integrate the signal out of the noise and also to reduce coherent fading effects. The various components of the system and their development into a robust instrument are described, and the performance of the system over long lengths of fiber both in the laboratory and more importantly on installed transmission links is presented in detail, showing achieved performance considerably better than this specified minimum.     

单片机在表面粗糙度测量系统中的应用

设计了一种以单片机和光纤传感器为基础构成的表面粗糙度测量系统。该系统由光纤传感器、信号检测电路、单片机处理电路和显示装置组成。其特点是系统性能稳定、适应性强、精度高,可以对不同加工方法的工件实现非接触和在线测量。重点给出了该系统的主要硬件和软件及实现方法。     

Digital optical fiber point sensor for high-temperature measurement

The development and performance of a high-temperature optical fiber point sensor based on fluorescence decay time of a chromium-doped material are reported. The device exploits a novel digital signal processing scheme for decay time measurement. It is based on a modified phase-sensitive-detection technique with the phase locked to a fixed value and the modulation frequency tracking the measured decay time. The sensor was calibrated in the temperature range from -25 to 500°C with a 0.1°C resolution. Remarkable features are the system immunity to fluorescent intensity losses and the long-term stability, showing a maximum drift of 0.3°C over more than 600 h     

CCD图像传感器在薄膜应力测量中的应用

各种蒸发光学薄膜都存在内应力,其性质和大小直接影响光学薄膜性能与质量。因此,薄膜内应力的精确检测具有重大的实用意义。本文介绍以高灵敏度的光纤传感器为变换器,以高分辨率的 CCD 为光信号检测器的内应力检测系统,具有灵活、结构小巧、精度高、实时测量等优点,实践证明是有效的。     

油气管道安全分布式光纤预警系统研究

研究了一种新型的基于Mach-Zehnder光纤干涉仪的油气管道安全分布式光纤预警系统及其基于小波包的信号分析方法。该预警系统沿管道同沟敷设光缆,利用其中的三条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,实时地检测管道沿途所发生的泄漏及其他异常事件,并采用基于小波包分析的"峭度-状态"法辨别管道沿线所发生的异常情况。最后对现场实验数据及其信号处理结果进行分析,结果表明该预警系统可以有效地对管道周围发生的泄漏和其他异常情况进行检测和辨别。     

两类典型光纤型SPR传感器的理论模型比较

针对基于SPR效应的两类典型光纤型传感器:传统型包层腐蚀的镀金属多模光纤传感器、新型镀金属单模光纤光栅传感器,指出其不同的SPR模型处理方法及传感特性。首先,根据传统型SPR光纤传感器的结构特点,利用平板SPR理论给出反射谱特性,同时指出并证明薄膜光学理论在平板SPR结构中与平板SPR理论的等价性。其次,针对新型SPR光纤光栅传感器结构特点,依据模式耦合思想,结合SPW模式特征,提出了光纤光栅SPR结构的理论处理方法,得到了镀金膜三包层LPFG结构的透射谱。最后,对基于SPR效应的两类典型光纤型传感器的传感特性进行了比较分析,结果表明,两类传感器对环境折射率均具有较高的分辨率,但新型光纤光栅SPR传感器的分辨率高出传统SPR光纤传感器3个数量级。     

LMS算法在分布式光纤测温系统中的应用

信号采集和数据处理是分布式光纤测温系统的核心,信号中的噪声决定了整个系统的测量精度,空间分辨率,采集速度及最终的请求响应时间。通常系统采集到微弱的温度信息的反斯托克斯信号会被完全淹没在噪声中。因此,得到含有温度信息的有用信号就显得尤为重要。文中针对系统中噪声信号的特征,提出一种变步长的最小均方根自适应滤波算法,对拉曼散射的温度信号进行去噪处理并进行Matlab仿真。仿真结果表明,该算法有效提高了去噪的效果,从而可提升整个系统的测量精度,空间分辨率。