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基于Michelson干涉仪和FRM的光纤加速度计检测方案研究作者：丁昕学位授予单位：哈尔滨工程大学参考文献(36条)1.参考文献2.高学民光纤水听器及阵列的发展概况1996(01)3.BCulshaw.JDakin光纤传感器19974.倪明光纤水听器关键技术研究[学位论文]博士20035.李昕彤干涉型光纤传感器实用中若干关键问题的研究20036.曹家年.张立昆双光束干涉型光纤传感器抗偏振消衰落术1999(04)7.DandridgeA.TvetenAB.GiallorenziTGHomodynedemodulationschemesforfiberopticsensorsusingphasegeneratedcarrier1982(10)8.沈梁.叶险峰.李志能干涉型光纤水听器调制解调方案研究[期刊论文]-传感技术学报2001(1)9.DKMynbaev.LLScheinerFiber-OpticCommunicationsTechnology200110.DandridgeA.TvetenAB.KerseyADMultiplyingofinterferometricsensorsusingphase-generated-carriertechniques1987(07)11.PNASH.GGhilino.LKchengA32elementTDMopticalhydrophonearray199812.YWeissmanOpticnoisecoherenceeffectsinaMach-Zehndersystem1996(05)13.OFarsund.CErbeia.CLachaizeDesignandfieldtestofa32-elementfiberoptichydrophonesystem200214.王学仁光纤传感器198915.陈小宝光纤干涉水听器技术实践199916.曹家年.李绪友.张立昆.王琥采用PGC零差检测方案的Mach-zehnder光纤干涉仪动态范围分析[期刊论文]-哈尔滨工程大学学报1998(5)17.刘云涛.曹家年.李丁山.唐波基于PGC解调方案的时分复用光纤传感器阵列采样频率的研究[期刊论文]-哈尔滨工程大学学报2001(6)18.曹家年.张立昆.李绪友.周华.穆海冰干涉型光纤水听器相位载波调制及解调方案研究[期刊论文]-光学学报1999(11)19.荆振国基于光波导开关的光纤水听器时分复用[学位论文]硕士200320.赵善中.黄春湛计算方法198021.WHPress.SATeukolsky.WTVetterling.B.P.Flannery,傅祖芸C语言数值算法程序大全199522.樊昌信.詹道庸.徐炳祥.吴成柯通信原理199523.胡广书数字信号处理199724.李大友微型计算机接口技术199825.蒋璇.藏春华数字系统设计与CPLD应用技术200126.DigitalsignalprocessingApplicationwiththeTMS320FamilyTheory,AlgorithmandImplementation198627.KPetermann.EweidelSemiconductorlasersnoiseinaninterferometersystem1981(07)28.张雄伟DSP芯片的原理及开发应用200029.胡强高.刘军.许远忠商用化160×50GHz密集波分复用解复用器2002(03)30.唐冰TMS320C5410烧写Flash实现并行自举引导[期刊论文]-单片机与嵌入式系统应用2003(1)31.侯伯亨.顾新VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计199732.李丁山光纤水听器单元系统设计及成阵技术研究200133.廖延彪光纤光学200034.刘德明.向清.黄德修光纤光学199535.孙圣和.王廷云.徐影光纤测量与传感技术199936.汪安民TMS320C54XXDSP实用技术2002相似文献(9条)1.学位论文王爱萍新型高精度光纤加速度计系统研究2006本文研究了一种基于马赫-增德尔（Mach-Zehnder）干涉原理的光纤加速度计系统及其加速度信号的滤波技术。同传统的加速度计相比，该光纤加速度计系统具有精度高、结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰和传输频带宽等优点，具有广阔的应用前景。同时，将小波多分辨分析的方法用于加速度计信号的滤波处理，提高了系统的精度。本文首先对马赫-增德尔干涉型光纤加速度计的结构和工作原理进行了深入的研究。从传感原理出发，讨论并推导了光在光纤中传播时相位变化与光纤应力应变之间的关系。该光纤加速度计的工作过程为：敏感元件感受外界的加速度信号，并把它转化成马赫-增德尔干涉仪测量臂的拉伸或压缩，从而引起测量臂中的光波相位变化，相位变化量即代表被测加速度值。其次，由于输出的加速度计信号通常受到随机噪声的干扰，因此本文采用数字信号处理技术对加速度信号进行滤波处理。1/f噪声是影响光纤加速度计精度的一个重要因素，本文详细地研究了小波多分辨分析的方法及1/f噪声在小波域呈现出的某些特殊性质。在此基础上，构造1/f噪声的模型，利用Mallat算法并选取适当的阈值对加速度信号进行滤波处理，实验结果表明，该滤波方法是有效的。最后，本文从提高系统精度的角度出发，在理论分析的基础上，设计出放大电路和低通滤波电路，并利用Pspice软件对电路进行了仿真。从仿真结果看，输出信号符合设计要求，故本文所设计的电路具有一定的可行性。2.学位论文王婷干涉型光纤加速度计系统研究2005本文研究了一种基于迈克尔逊干涉原理的光纤加速度计系统.该系统具有结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰和传输频带宽等特点,可用于航空航天、惯性导航、武器引爆、汽车安全行驶、地震检测和石油开采等多个领域,不仅具有重要的科学意义,更具有广阔的应用价值.在文中,首先对干涉型光纤加速度计的结构设计和工作原理进行了深入的研究.从传感原理出发,讨论了光波在光纤中传播时,相位变化与光纤应力应变之间的关系,在此基础上,进一步推导了加速度与光波的相位变化之间的函数关系.该加速度计基于迈克尔逊干涉仪结构,其敏感元件由两个缠绕着光纤的顺变柱体支撑着一个质量块构成,可以近似看成阻尼简谐振子系统.基本工作过程为:敏感元件感受外界的加速度信号,并把它转化成迈克尔逊干涉臂的拉伸或压缩,从而调制了干涉臂中的光波相位,然后干涉仪将光波的相位变化转换成光强的变化,并输出给信号处理电路.信号处理电路是干涉型光纤加速度计系统中的重要部分.本文从系统的角度出发,分析了信号处理电路的基本原理,讨论了各单元电路的设计方法.其中,重点分析了有源零差检测技术在信号处理电路中的应用,介绍了该技术实现相位检测和误差补偿的全过程,为系统的电路设计提供了理论依据.最后,本文采用MATLAB软件对整个信号处理电路进行了仿真,并对仿真结果进行了分析和讨论.结果表明,该信号处理系统是科学可行的,最终可以实现待测加速度信号的高精度检测.本传感器通过改造,适当地选择换能机构的设计,不仅可以测量微位移,而且可以应用于压力测量、液体流量测量和振动等物理量的测量,具有广泛的应用前景.3.期刊论文李国辉.徐得名.陈尧生.LIGuo-hui.XuDe-ming.ChenYao-sheng波长扫描法布里-泊罗光纤加速度计的研究-光学技术2000,26(4)利用光纤传感器的独特优点,用波长扫描法将Fabry-Perot干涉仪(以下简称FPI)和传统加速度计相结合,得到了较好的分辨率.分析了在FPI中多光束干涉对双光束干涉的影响.实验研究表明,它对由振动引起的位移(加速度)变化相当灵敏.4.学位论文胡曦文基于光纤加速度计的矢量水听器研究2007随着水声测量的重点向低频浅海领域转变，通过大尺度水听器阵列进行水声探测受到诸多限制，尤其对于潜艇、舰船等尺度有限载体，迫切需要体积小、灵敏度高、工作频带宽的水声探测系统。矢量水听器在一个点上的测量信号就包含了声场的矢量信息，且具有指向性和频率无关的优点，适合在低频段使用。高性能的矢量水听器不仅要具有高灵敏度，还需具备较宽的工作频带。本文在保证灵敏度满足实用要求的前提下，以拓宽矢量水听器工作频带为目标进行了理论和实验研究。分别针对一维芯轴型光纤加速度计和一维弹性盘型光纤加速度计两种结构进行了理论分析，得到了性能参数与传感探头材料特性及结构尺寸的关系。结果表明：在加速度灵敏度及探头尺寸相当的情况下，一维弹性盘型加速度计的谐振频率过低，无法满足实用需要，而一维芯轴型加速度计的谐振频率较高，工作频带较宽，能够满足实用需要。针对芯轴型结构，综合考虑多种影响因素，将理论分析结果推广到三维的情况。根据理论分析进行了系统仿真，依据仿真结果设计制作了包括光学系统、电路模块和信号处理系统的光纤矢量水听器系统。该系统基于光纤加速度计，具有芯轴型推挽式结构，采用光纤Michelson干涉仪相干检测技术进行信号检测。为满足水声探测实际要求，通过封装保证了探头在水中的零浮力和水密性。对系统的加速度灵敏度、频率响应以及指向性等性能进行实验研究，并在湖试中对系统指向性进行实际测试，将实验结果与理论分析结果进行比较。实验结果显示：一维芯轴型光纤加速度计的谐振频率为2500Hz，轴向加速度灵敏度在20Hz～2000Hz频段内达到28dBrerad/g：在相同频段内，三维光纤矢量水听器的加速度灵敏度达到30dBrerad/g，交叉去敏度分别为24.8dB、21.5dB和23.2dB，具有良好的指向性。湖试结果显示：x轴的自然指向性波束宽度80°，正交串扰为20.2dB，方向性起伏为0.94dB；y轴的自然指向性宽度为8°，正交串扰为20.4dB，方向性起伏为0.9dB。5.学位论文冯勤光纤加速度传感系统研究2004该课题研究的是一种基于泰曼-格林(T-G)双光束干涉仪原理的光纤加速度计,系统主要包括:中心波长为1.31μm的LD相干光源、起传感作用的光纤柔性盘、光探测器(PIN)、相位调制用的压电陶瓷以及信号处理系统.研制的全光纤加速度计具有抗电磁干扰、测量频率范围宽,检测灵敏度高等优点.该论文首先介绍了光纤加速度计国内外的发展状况,指出利用光纤传感是当今加速度计的研究热点,并对几种不同的光纤加速度测量原理进行了比较.第二章中从不同方面详细介绍了相位调制型光纤加速度计的基础理论,并由此提出了一种新型的加速度计测量方案,该方案通过在柔性盘的上下侧面粘上干涉仪双臂光纤形成推挽式系统,可以有效地消除光纤干涉仪易受温度等环境影响的缺点,并由于采用推挽方案,使灵敏度比采用单臂测量提高了一倍.第三章第四章中具体对加速度系统进行了详尽的分析,包括光学系统中各参数的设计,光电器件的选择,信号噪声控制等内容.实验装置和结果在论文后两章中给出,以真实的数据来验证理论设计,并对取得的实验数据进行处理和分析,针对问题提出相应的改进措施,指出今后的研究方向.6.期刊论文王永杰.李芳.肖浩.张松伟.王锐.刘育梁.WangYongjie.LiFang.XiaoHao.ZhangSongwei.WangRui.LiuYuliang盘片式光纤传感器灵敏度计算方法-光学学报2007,27(8)系统地开展了对各类盘片式光纤传感器灵敏度的研究工作.以周边固支、中心镶嵌刚性质量块的盘片式光纤加速度传感器为例,分析了传感器弹性盘片上各点的应力应变状态;结合迈克耳孙干涉仪原理,建立了计算传感器加速度灵敏度的数学模型,并讨论了粘贴光纤盘的最佳尺寸.制作两个相应的传感器进行对比实验,验证了上述计算模型的正确性.采用上述模型系统地推导了不同边界条件情况下盘片式光纤传感器的粘贴区域和灵敏度计算公式.对盘片式光纤传感器如光纤加速度传感器、光纤压力传感器、光纤水听器等的设计制作具有理论指导作用.7.期刊论文王婷.王惠南.WangTing.WangHuinan基于Michelson干涉原理的光纤加速度计的研究-计算机测量与控制2005,13(10)分析了一种迈克尔逊干涉型光纤加速度计的结构设计和工作原理,详细推导了被测信号的