随着物联网时代的到来,传感器的应用范围越来越广泛,而光纤传感器凭借其独有的优点得到了十分快速的发展。光纤传感器具有较高的灵敏度和分辨力,其结构简单、性能稳定、体积小、可弯曲、耐高温,能够适应多种环境。并广泛应用于对位移、加速度、压力、声音、振动、温度、应力形变等各种物理量的测量。在众多光纤传感器当中,基于F-P腔的法布里-珀罗(F-P)光纤位移传感器是一个重要分支。本文对F-P光纤位移传感器的工作原理、解调电路设计以及实验与仿真的对比等方面进行了深入研究,研究内容主要包括:第一,以法布里-珀罗腔为模型,以多光束干涉理论为基础建模仿真。通过改变波长、数值孔径等光纤参数,来确定影响传感器的灵敏度和线性范围等因素。最后再确定合适的光纤以及光纤探头,为总体方案设计提供理论依据。第二,对整个传感器系统进行了设计,在微弱信号检测原理和锁相放大技术的基础上,对F-P光纤位移传感器的信号处理电路进行了详细的设计。光源部分电路设计包括:信号发生器模块、信号幅值处理模块、激光器驱动模块、过流保护模块以及温度调节模块等;信号处理部分电路设计包括:光电信号转换模块、微弱信号放大模块、带通滤波模块、相敏检波模块、低通滤波模块、零点调整模块以及直流放大模块等。第三,对F-P光纤位移传感器的数据采集传输部分的电路进行设计,此部分以FPGA控制模块为核心,主要包括:数模转换模块、模数转换模块、USB数据传输模块以及上位机数据处理存储模块。此外,还对数模转换、模数转换以及USB数据传输等模块进行程序设计,以实现数据采集系统的功能。在激光器模块、光电信号处理模块以及数据采集模块都调试完成以后,又搭建了纳米级位移微动平台与光纤环路结构,对位移检测进行测试实验。测试包括激光光源稳定性测试、光强随位移变化的特性测试、传感器灵敏度测试、系统稳定性与重复性测试等。经试验,测得该传感器的灵敏度可达38mV/nm,基本满足设计要求。