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近年来,随着光通信技术和光纤制造技术的成熟,光纤传感技术得到了迅速的发展,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,在土木工程、航天航空、电力水利、医学生物等众多领域中被广泛应用,成为日益显著的高新传感技术。DSP(Digital Signal Processor),称作数字信号处理器,是一种能够实时地对信号、图像以及反馈控制进行处理的微处理芯片,广泛应用在光通信、数字图像处理以及机电控制中。 本文在结合光纤光栅传感技术和DSP的基础上,根据实际工程应用需求,研制了基于DSP的光纤光栅桥梁应变监测系统样机,对系统的光路、电路、软件进行了设计、制作、调试和优化。系统以光纤光栅作为传感头,DSP作为解调模块,采用F-P可调谐滤波器扫频解调的方法,实现多路多点分布式桥梁应变的监测。 本论文的主要工作及创新点包括: 1)对系统光路器件的性能参数进行了分析,合理的设计搭建系统光路,针对F-P可调谐滤波器和光纤光栅的温度漂移引起的误差影响,系统采用了不受力参考法进行温度补偿。 2)完成了以32位高速浮点型DSP芯片为核心的系统控制电路和解调电路的硬件设计,包括DSP28335最小系统及外围接口电路、F-P可调滤波器驱动电路、PIN光电探测及放大电路、各种电压电源电路、USB串口通信电路等。 3)在CCS软件平台上,研制出灵活、高效的控制软件和解调算法,并配合Labview上位机软件进行监测显示。 4)最后完成了样机的搭建和测试,完成了传感器定标以及误差测试实验,测量范围为1526nm-1562nm,测量精度达到5个微应变,可实现多路分布式应变测量,性能达到了预定要求目标,并计划在四川成渝客运专线铁路上进行示范工程试用。