基于滤波法的光纤光栅传感解调方案

FBG传感器对应变和温度的敏感体现在其反射光中心波长的变化上，因此如何测量波长的变化就成为FBG传感器的关键。在光纤光栅的多种解调方法中，因滤波法的测量器件制作简单，测量系统简易、方便直观而被广泛应用。主要介绍了8种基于滤波法的解调方法，对它们各自的成本、检测精度、测量范围、器件制作以及适用的环境进行了详细的比较，分析了它们的优缺点，以便于在不同的检测条件下选用最佳的解调方案。重点介绍了光学小波滤波解调法，探讨了其测量系统的原理，并指出该方法可用于微弱信号的检测与处理。     

动态匹配光栅解调方法波长读出优化研究

提出了采用一支价格低廉的微测力传感器作为匹配光栅解调系统的波长读出单元,不同于以往动态匹配光栅解调法采用拉伸匹配光栅的PZT驱动电压作为解调系统波长读出单元.当匹配光栅和传感光栅布喇格中心波长重叠时,光电探测器将接收到最大光信号.利用光纤光栅轴向受力和反射波长漂移的数学关系得到光纤光栅传感器的波长漂移.该解调系统解决了传统动态匹配解调系统中PZT本身特性对系统的影响,探测到的光纤光栅传感器反射波长和匹配光栅轴向受力大小具有很好的线性,系统线性大于0.999.本系统对于探测布喇格传感器应变分辩率达到1 με以下.     

基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统

介绍一种基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统 ,用非平衡波长扫描迈克耳孙干涉仪将来自传感光栅的包含应变信息的波长信号变为相位信号 ,借助相位计显示的相位变化确定待测应变的大小。该传感系统具备分辨5 .5nε的能力 ,其灵敏度的实验值为 1.80° με,与预期值 1.83° με基本吻合     

激光器线宽对谐振式光纤陀螺标度因数的影响

谐振式光纤陀螺使用窄线宽激光器作为光源以得到较好的谐振特性,而激光光源线宽会受驱动电流、温度等的影响发生不同程度的展宽,从而影响标度因数。为探索激光器线宽对谐振式光纤陀螺标度因数的影响,利用光源与谐振腔的卷积模型建立陀螺谐振腔输出的解调曲线模型,基于该模型分析激光器线宽对陀螺谐振腔解调曲线斜率的影响,进一步得出激光器线宽展宽会非线性地减小标度因数的结论。完成了实验验证,并以半高全宽为300 kHz的谐振腔为例,给出了标度因数变化范围限制在1%以内时,激光器线宽需控制在3 kHz以内的结论。为谐振式光纤陀螺中激光器的选择以及驱动电路的设计提供了理论基础。     

一种基于光纤激光水听器的PGC改进解调算法

基于分布反馈式（DFB）光纤激光水听器，针对传统相位生成载波（PGC）解调方案中的不足，提出了一种新型的单路微分相除（PGC-SDD）解调算法。与传统的微分交叉相乘（PGC-DCM）和反正切（PGC-Arctan）解调算法相比，该方法仅需要双通道的1路信号作微分处理，以较少的运算步骤和计算量达到解调信号的目的。PGC-SDD算法能够更有效地应对环境引起的光强扰动和调制深度引起的谐波畸变，使解调结果更接近待测信号。对3种解调算法进行仿真和实验验证，结果表明:采用PGC-DCM解调其信噪比约12.4 dB，PGC-Arctan算法的信噪比约13.9 dB，PGC-SDD算法的信噪比达到了17.5 dB。     

新型宽频自适应石英晶体微天平测量方法

针对目前石英晶体微天平(Quartz crystal microbalance,QCM)仪器所存在的对晶体切割工艺要求过高,测量参数不够全面等问题,在正交解调法的基础上,提出了一种在较宽频率范围内具有自适应功能,测量频率分辨率高,并且可同时连续获取谐振频率和耗散因子D的测试方法。实验表明:室温下,频率测量自适应范围在1~9 MHz且频率分辨率小于1 Hz;随着工作电极聚丙烯酸(Poly acrylic acid,PAA)膜厚度的均匀叠加,测得范围内各晶体频率偏移呈线性变化;随着不同溶剂挥发,D因子测量结果在时间轴上连续有效。与传统方法相比,本方法具有耗材成本低,获取参数丰富等优点。     

石英音叉陀螺信号解调原理和角速度提取算法

介绍了石英音叉陀螺输出信号的成分,通过将其误差信号分解为一组相互正交的信号,建立了输出信号的模型.提出了一种利用基于锁相环(PLL)的正交矢量型锁定放大器解调石英音叉陀螺信号的方案,该方案利用锁相环作为锁定放大器的参考通道,它能消除驱动信号漂移的影响,并为正交矢量型锁定放大器提供一组互相正交的参考信号.正交矢量型锁定放大器提供被测信号的矢量信息,它输出的同相分量和正交分量通过旋转校正算法消除误差信号,从而提取出角速度信号.     

静电陀螺仪MUM全姿态读取的原理及其误差分析

研究了采用同步解调法实现静电陀螺仪质量不平衡调制(MUM)全姿态读取的原理,讨论了影响读取精度的因素,分析了各电极轴转子位移测量电路比例因子不一致和电极轴不正交造成的读取误差.研究表明,某轴测量通道1%的比例因子偏差将造成约17′的读取姿态误差,电极轴不正交造成的读取误差与不正交的程度约在同一数量级.应用中必须通过建立读取误差补偿模型,并进行实时补偿来提高MUM全姿态读取的精度.     

迭代估计法单幅条纹图的相位解调

基于相位曲面的光滑连续性,提出一种新的自适应相位解调方法,该方法通过迭代估计,能有效从干涉条纹图获得较准确的条纹相位分布,文中通过实例说明了其处理过程。     

光弹性贴片载波法

本文提出了一种提高测量灵敏度的光弹性贴片法。通过高频条纹调制获取载波条纹图。使贴片的等差效应所反映的力学信息规范化。运用计算机图象处理技术,对载波图自动采集、处理和解调,以获得全场条纹级数。编制了专用软件并以实例说明实验过程。