基于STM32的光纤布拉格光栅传感解调系统设计

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tonycheungqd
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
从上世纪60年代第一根光纤制造开始,光纤在通信领域大量应用的同时,光纤传感也成为了研究重点技术。光纤传感器凭借其质量轻、体积小、损耗小、抗干扰、抗腐蚀、精度高、组网结构简单等优点,在军事、民用、工业、医疗等众多领域中被大量应用。其中,光纤布拉格光栅是其中应用最为广泛的光纤传感器。  本文根据光纤布拉格光栅(FBG)传感理论和解调特点,设计并制作了基于STM32的FBG传感解调系统。系统以FBG作为传感敏感器件,STM32作为运算处理器,通过对光纤光栅反射光谱携带的传感信号的解调,可应用于实际环境中的温度或者应变的准静态物理量测量。  样机以集成Cortex-M3的STM32f103为核心处理器,采用激光器扫频的方法实现FBG中心波长的解调。系统解调仪内部主要由电源,可调谐脉冲扫频激光器,三端光环形器,PIN管,液晶显示屏,按键控制,开关,指示灯和通信串口等部分组成。可实现单通道测量,根据激光器频谱带宽,理论上每个通道可以串联30个左右的FBG传感器。对硬件升级后八路同时测量,一次扫频可以实现240个传感节点的测量。  本文主要研究内容包括以下几个部分:  (1)介绍光纤布拉格光栅的发展,针对光栅特性在不同应用场合的使用,列举了光纤光栅波长解调技术的研究成果,根据如何实现对FBG中心波长编码的解调问题,对比和分析了不同的波长解调方案,提出最佳解调方案。  (2)利用耦合波理论分析FBG的基本光学特性,研究光纤光栅的传感原理,根据GM820009快速扫描可调谐激光光源特性,设计简单、实用、稳定的光纤光栅传感测量光路结构。  (3)根据光路结构,设计光纤光栅解调系统结构,硬件设计部分设计电路和光路两个部分,光路作为外界物理量的感知和传输结构,电路实现处理器的正常运行光信号的转换。软件设计部分实现系统人机交互的控制,解调运算和指令实时的处理。  (4)最后完成了样机的搭建和测试,完成了传感器的定标和误差测试实验。通过相关工作的总结,分析系统的优缺点,为系统升级提供理论支持。
其他文献
排水性沥青混合料因为具有较大空隙率,对于沥青结合料具有较高要求。将废轮胎胶粉加入沥青中制成的橡胶沥青在各方面性质均具有较大潜力,若将其应用于排水性沥青混合料可收到经
本文针对太阳能热能发电中核心部件太阳能集热管对封接的迫切需求,提出以激光方法实现大尺寸硼硅3.3玻璃和可伐合金的封接;设计相关工艺方案,摸索出能够得到较好氧化膜厚度和
学位
The present thesis describes optical spectroscopic measurement technologies.The applications of optical monitoring in this work are directed towards some main a
本论文研究了航空公司收益管理中的网络舱位控制问题。收益管理是航空公司科学管理方法研究的热点,舱位控制在航空收益管理中占据着核心地位。针对国内航空公司多航节航班的
项目教学方法是较为高效的教学方式,是以实现综合性职业能力人才培养的教学目标为准绳,促进项目教学方法在汽车维修教学中的应用能培养学生的操作实践能力,进而为社会输送高
石墨烯具有独特的电子结构和极好的物理、化学和机械性能,在高端民用产品和国家重大需求中作为环境友好型、光学透明的电磁屏蔽材料有着很好的应用前景。本文首先从石墨烯薄膜的光学性质和电磁屏蔽性质两方面研究了石墨烯薄膜作为透明屏蔽材料的特性。我们测试了不同方阻石墨烯透光性能和对X波段电磁波反射、透射、吸收的性能,研究发现,300Ω/□、556Ω/□、1099Ω/□三种石墨烯在400nm~700nm可见光范围
目的:探讨坤泰胶囊联合雌二醇片/雌二醇地屈孕酮片复合包装(商品名:芬吗通)治疗围绝经期综合征患者效果观察及对性激素、抗缪勒管激素(AMH)和骨密度的影响。方法:选择宁波开发区中
参考光场随机编码方式的优化设计一直被视为提升强度关联成像技术成像质量的关键。本论文借助矩阵分析的方式,提出了适用于关联成像体系的参考光场编码方式评价模型,定义了峰值
目的:探讨华蟾素注射液联合化疗治疗老年结直肠癌患者近期疗效及其对患者血清肿瘤标志物和免疫功能的影响。方法:选择浙江省中医院新昌分院2015年1月至2017年12月收治的老年