光纤传感器是随着70年代以来随着光纤通信技术的发展而发展起来的,经过二十余年的发展已经有了长足的进展,各种新型光纤传感器不断的出现。光纤光栅传感器(Fiber Bragg Graing Sensor)作为光纤传感器的一种新产品,近来得到了越来越广的应用,是目前光纤光栅在传感领域研究的热点之一。光纤光栅传感器的解调技术是当前光纤光栅传感技术研究领域的重点和难点之一,目前国内不少部门和研究单位对其解调技术进行了很多研究,但是大多数处于实验室研究阶段,离实用化工程化,产品化的标准还有相当距离。 本文对光纤光栅传感器的基本理论及其解调技术进行了系统的研究,主要内容包括:光栅的传感机理分析;对比分析了光纤光栅的常用解调方法,重点介绍了可调谐F-P滤波法解调原理;基于DSP系统解调器的硬件和软件设计。 首先对光纤光栅传感器的研究现状和发展趋势进行了回顾和展望。简单介绍了光栅的一般运用。系统分析了光纤Bragg光栅对温度、应变(压力)的传感机理。 光纤光栅的解调技术是光纤光栅传感器的关键技术,本文讨论了光纤光栅的波长解调方法,包括匹配光栅法、可调谐F-P腔法、非平衡Mach-Zehnder干涉仪法和可调谐光源法等,详细分析了可调谐F-P滤波器的特性和解调原理提出了一种基于DSP系统的解调光纤光栅波长的可调谐法布里-珀罗腔解调方案。 DSP技术是目前高速信号处理的最有力工具,而MCU有丰富的通用I/O口,在逻辑控制方面有特殊的优点,将两者的优点结合起来可以组成功能更强大DSP系统。为了提高解调器的速度和精度,设计了基于TMS320VC5402和AT89C52的DSP信号处理系统,详细讨论了DSP系统的选型和设计方法。介绍DSP系统对FLASH存储器的操作方法和用户程序引导;介绍了F-P腔驱动电压的生成方法,光电探测器信号的采集方法和系统人机接口。根据当前光纤光栅传感器的良好应用前景,系统有针对性的设计了一套解调算法,并在DSP系统上运行通过验证。