基于非均匀采样的光纤光栅解调系统

【摘要】光纤布拉格光栅传感器凭借着光纤特有的高绝缘性、耐腐蚀性、强抗电磁干扰性以及稳定的化学特性,能够在高温、高湿、高压、强噪声、强腐蚀性等复杂条件中稳定工作,并能够结合光纤遥感、遥测技术,形成光纤遥感系统和光纤遥测系统,而在传感领域内相对于传统的电传感器有着绝对的优势。光通信科技的蓬勃发展和光栅写入技术的不断进步使光纤光栅传感器也迎来了巨大的发展契机。本文主要介绍了一种基于非均匀采样的光纤光栅解调系统,提出了利用扫描周期随机变化的正弦波来实现传感光纤光栅的非等间隔采样,极大地拓宽了光纤传感装置的测量带宽,同时也满足了传感器对于测量高精度的追求,完善了基于可调谐F-P滤波器重叠多光栅传感装置由多光栅的引入导致的数据混叠问题,提高传感光纤光栅的应用范围和灵活性,满足了光纤传感解调装置对于测量精度和宽度的同时需求。本文在对光纤光栅解调原理进行深入了解的基础上,对现有的光纤光栅解调技术进行了研究和对比,确定基于可调谐F-P滤波器的光纤光栅解调方案,并详细分析影响基于可调谐F-P滤波器的光纤光栅解调系统性能指标的因素；掌握光栅解调系统各部分元器件的工作原理和性能参数,分析光纤光栅传感系统的传感原理和解调方式,设计硬件电路,搭建基于非均匀采样的光纤光栅解调系统测试平台；重点研究了非均匀采样的实现方法,介绍非均匀采样算法的解算原理,分别从模拟实验角度和系统实际方向对非均匀采样算法的抗混叠特性做了验证,结果证实非均匀采样算法能够以低于尼奎斯特采样频率的采样率对待测信号进行采样分析,能够在频域上完整地还原原始信号而不产生失真和混叠现象,以及将非均匀采样和重叠双光栅传感解调系统相融合,提高系统各项性能指标。
【作者】刘红雨；
【导师】李锦明；马游春；
【作者基本信息】中北大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】光纤光栅解调；非均匀采样；重叠多光栅；

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