题目:反射式强度调制型光纤位移检测系统
● 摘要
光纤传感系统凭借自身特点发展迅速。其中重要的一类是光纤位移传感系统。本研究系统采用的反射式强度调制型光纤位移传感器,利用光纤与光纤之间的耦合效率和相对位置关系反映被测位移量变化,并在传统反射式强度调制型光纤位移传感器结构基础上进行了改进。 通常光纤位移检测系统可以分为光发射机、光纤位移传感器和光接收机三大部分。本系统中依然沿用了这种传统系统结构,但在每部分的具体实现上进行了改进和创新。采用了双路采样检测,利用双路信号强度比值与位移量的对应关系进行测量。 光发射机硬件电路由波形发生电路、驱动电路和光源三部分组成。根据系统需要,选用发光二极管作为光源。整个发射机电路,围绕驱动发光二极管输出符合系统要求的光信号进行设计。波形发生电路中采用了直接数字合成(DDS)技术,保证提供灵活的、精确的频率和理想波形的信号输出。驱动电路放大上级电路的输出信号,并提供适当的电流偏置。在电流驱动电路部分还设计了电压负反馈电路,为光源提供稳定的驱动电流。 光接收机硬件电路由光电转换、模拟电路和单片机电路三部分组成。光电转换采用Si-PIN组件将光信号转换为电流信号进行处理。模拟电路完成电流电压转化、放大滤波和幅度解调等工作,将信号电压幅度和偏置电压大小调节到适当范围进行模数转换。单片机电路部分是一个基于ADμC842的单片机系统。这部分电路完成模数转换、信号处理,并提供模拟和数字两种形式的输出。该单片机系统既能独立工作,还能通过计算机进行操作。 整个系统的软件也分为在单片机上运行的底层代码和在计算机上运行的操作显示程序。单片机C51程序完成系统初始化、系统控制和信号处理,并将结果上传计算机。操作显示程序除显示被测位移量结果外,可以对整个系统进行操作以及对系统内数据进行更新、采集保存大量被测位移数据。
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