【摘 要】
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随着光纤传感技术的日趋成熟,光纤光栅传感器凭借着体积小、易复用等特点得到了广泛的应用。 论文以OTDR-FBG式超多点应变测量系统为研究主体,介绍了系统结构和应变测量原理
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随着光纤传感技术的日趋成熟,光纤光栅传感器凭借着体积小、易复用等特点得到了广泛的应用。 论文以OTDR-FBG式超多点应变测量系统为研究主体,介绍了系统结构和应变测量原理,针对其信号处理环节误差大、随机性强、数据处理繁琐等缺点,设计了以纳秒量级峰值保持电路为核心,STC12C5A60S2为主控芯片的信号采集系统。 论文重点研究纳秒量级峰值保持电路,设计了两种适用于窄脉冲的峰值保持电路。其中跨导型峰值保持电路以MAX436为核心芯片,该电路具有输出过冲小、频带宽、响应速度快等优点。选取聚苯乙烯电容作为保持电容,实测该电路只可对脉宽大于60ns的窄脉冲进行峰值保持。 电压比较器型峰值保持电路以输出延时4.5ns的MAX961为核心芯片,在电路前端加入MAX4105构成的放大电路,消除MAX961的寄生振荡并匹配输出电平后,实现了对脉宽5ns的FBG回波信号的峰值保持。在Origin环境下,对不同幅值FBG回波信号的峰值保持数据进行处理,并与理想状态下输入输出曲线作对比,结果表明,峰值保持电路具有较高的精度,测量数据的均方根误差为4.9mV,平均相对误差为1.2%。 使用电压比较器型峰值保持电路设计了FBG回波信号采集系统,完成了硬件电路和软件设计。利用悬臂梁进行FBG应力传感实验推导出峰值电压与应变的关系,实验验证该系统实现了FBG回波信号的采集、数据处理和显示功能,达到了预期的设计目标。
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