光纤Fabry-Perot(FP)传感器因其具有精度高、体积小、动态范围大、结构简单以及抗电磁干扰等优点而被广泛应用于航空航天、油田、桥梁、医疗等领域实现外界物理量的测量,诸如:压力、温度、应力/应变、折射率、位移等。而对于光纤FP传感器的实际应用而言,关键问题是如何通过FP腔长度解调获得被测量。本文基于腔长匹配原理,采用光楔与CCD线阵的组合结构,设计并实现了用于外界物理量高精度、大动态范围测量的光纤FP传感器非扫描相关解调系统。具体包括以下几个方面:首先,从光纤FP传感器的传感原理出发,对比分析了目前主要的几种解调方法,并确定采用的解调方法-非扫描相关解调法。根据非扫描相关解调原理,建立了相关干涉信号的数学模型,讨论了不同光源光谱分布对信号的影响,并对其进行理论分析与仿真,验证了光楔可用于FP传感器腔长解调的可行性。然后,探讨了非扫描相关解调系统的总体方案,并设计了光路、电路与系统软件。光路部分主要涉及光路的结构优化、各个器件的参数确定以及光路对准;电路部分主要根据相关干涉信号的特征以及性能要求,实现了以FPGA为主控制模块,外围集成CCD线阵驱动模块、A/D信号模块以及串口通信模块的数字处理电路设计,并相应完成各个模块的软件开发与调试。最后,搭建试验平台,验证算法的可行性,完成相关干涉信号峰值位置像素点的提取。使用一系列固定腔长的光纤FP传感器完成解调系统的标定,得到FP腔长与CCD线阵像素序列号之间的关系,实现了在15～105μm腔长范围内0.047%的测量误差,并将膜片式光纤FP传感器接入解调系统,在0～3MPa范围内通过往复加压与减压实验,验证了非扫描相关解调系统可满足光纤FP传感器实际传感应用的腔长精确解调。