發(fā)布時間：2021-04-27 12:15

　　隨著科學技術(shù)的發(fā)展,光纖傳感器逐漸成為傳感領(lǐng)域研究熱點。其中,光纖加速度傳感器因其具有高靈敏度、不受電磁干擾、大動態(tài)范圍、易復(fù)用等優(yōu)勢,已被廣泛應(yīng)用到一些特殊領(lǐng)域。例如周界防護、地震檢測、能源安全、交通運輸、船舶、航空航天及建筑結(jié)構(gòu)健康性監(jiān)測等系統(tǒng)。本文針對高靈敏度、高分辨率、大動態(tài)范圍的光纖加速度傳感器的應(yīng)用需求,設(shè)計并制作了基于法布里-珀羅（Fabry-Perot,F-P）干涉儀原理的外腔式光纖加速度傳感器,同時利用高速、全光譜白光干涉解調(diào)算法,使傳感系統(tǒng)實現(xiàn)對加速度信號的高速絕對測量。具體工作內(nèi)容如下:結(jié)合F-P干涉儀原理和加速度傳感器力學模型對加速度傳感器的傳感機理進行理論分析,在此基礎(chǔ)上完成對基于網(wǎng)狀彈簧膜片-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的一維光纖F-P加速度傳感器設(shè)計制作,并對其傳感性能進行實驗研究。實驗結(jié)果顯示,在10-120Hz工作帶寬范圍內(nèi),傳感器靈敏度達3.86μm/g,分辨率<8.5μg,最大可測加速度范圍為-30g³0g,動態(tài)測量范圍為10⁶。利用所設(shè)計的光纖加速度傳感系統(tǒng)對電梯轎廂運行特性進行監(jiān)測,結(jié)果顯示傳感器能夠精確地監(jiān)測高... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究背景
    1.2 光纖傳感原理及應(yīng)用技術(shù)簡介
    1.3 光纖加速度傳感器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 波長調(diào)制型加速度傳感器
        1.3.2 相位調(diào)制型加速度傳感器
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
2 Fabry-Perot光纖加速度傳感器原理
    2.1 Fabry-Perot干涉理論
    2.2 光纖F-P加速度傳感器力學模型分析
    2.3 光纖F-P加速度傳感器設(shè)計原理
        2.3.1 敏感單元形變原理
        2.3.2 彈性膜片材料選擇規(guī)則
    2.4 光纖F-P加速度傳感器的主要性能指標
        2.4.1 靈敏度
        2.4.2 動態(tài)范圍和工作帶寬
        2.4.3 分辨率
        2.4.4 橫向靈敏度
    2.5 本章小結(jié)
3 一維光纖F-P加速度傳感器設(shè)計制作與實驗探究
    3.1 敏感元件設(shè)計與理論分析
        3.1.1 彈性膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.1.2 敏感單元力學特性分析
    3.2 傳感器加工制作
        3.2.1 敏感單元加工制作
        3.2.2 傳感器腔體設(shè)計
    3.3 一維光纖F-P加速度傳感器性能的實驗探究
        3.3.1 加速度傳感器標定實驗系統(tǒng)的搭建
        3.3.2 光纖F-P加速度傳感器動態(tài)特性測試
    3.4 電梯轎廂運動特性測試
    3.5 本章小結(jié)
4 二維光纖F-P加速度傳感器設(shè)計及實驗論證
    4.1 二維光纖加速度傳感器腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 敏感元件結(jié)構(gòu)設(shè)計制作與理論分析
        4.2.1 敏感元件結(jié)構(gòu)設(shè)計制作
        4.2.2 敏感單元力學特性分析
    4.3 二維光纖加速度傳感器實驗分析
        4.3.1 靈敏度、頻響實驗分析
        4.3.2 分辨率、動態(tài)范圍分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3163451