基于单片机的光纤光栅解调器

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基于单片机的光纤光栅解调器

摘要:Bragg光栅解调系统是光栅传感器得以实用化的关键。根据光纤Bragg光栅传感器的传感机理,介绍了Bragg 光栅解调
" g6 K1 P7 [: U系统的工作原理,建立了解调系统模型,提出了实现Bragg光栅解调的单片机解调系统,给出了详细的软硬件设计方案。光栅
+ p9 w2 y* |- C( {解调系统测量能够精度达到+5pm,重复性最大误差为+-8pm。
关键字:BRAGG光栅;F-P解调;单片机;89C52
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, \/ U5 f+ k* h+ _  `& o光纤光栅传感器的应用是-一个方兴未艾的领
1 m1 ~. c2 z5 J' n8 T" ~域,有着非常广阔的发展前景。目前限制光纤光栅传
# [8 E' w9 S( Z3 c6 Y6 p感器大量实际应用的最主要障碍就是传感信号的解
调。光纤光栅传感解调方法有许多,但是能够实际应
用的解调产品并不多,而且价格昂贵。因此研究开发
  Y7 ^5 f5 i. e! U适于实际工程应用的解调系统，降低解调系统的成
7 b, I9 G, u: D1 M7 @4 e本，是使光纤光栅传感器能够在实际工程应用中得
到推广的关键问题。
有鉴于此,为了满足工程应用的需要,本文提出
1 [  r) U1 z7 k0 ~3 w* \$ S& H了--种基于单片机的光纤光栅解调技术，即利用目前
应用极为广泛,价格比较便宜的单片机作为信号采集
% T1 B) H0 M% E9 H1 y) b& k和处理的mcu,开发-种较高精度的、廉价的、便携
的、能进行快速测量且能方便获取所测参变量大小的
/ S/ Z9 z, f. z" @2 [# h2 v3 `解调器。为了解决了单个单片机速度较慢的问题,系
统中采用双CPU ,其中-一个单片机完成信号解调的算
法,而另-一个单片机完成逻辑控制,人机接口和与上
/ x9 t# u5 f+ S; y位机的通信,通过双口RAM实现双机数据共享。
; ], t  \5 d) M, q4 _, t1解调系统结构和原理
解调系统总体结构图如图1 所示。主要由三部分
6 U2 D1 R  b6 ~4 `  n组成,Bragg光栅(测量光栅),光纤光栅解调器,计算
机。其中光纤光栅解调器可以细分为2个部分,模拟
电路部分和数字电路部分,模拟电路部分的功能是把
; m+ D- W* W" o6 O: K( M/ @" `Bragg光栅(测量光栅)受到的应变或者温度变化变成
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光纤光栅传感器的应用是-一个方兴未艾的领 域,有着非常广阔的发展前景。目前限制光纤光栅传 感器大量实际应用的最主要障碍就是传感信号的解 调。光纤光栅传感解调方法有许多,但是能够实际应 用的解调产品并不多,而且价格昂贵。因此研究开发 适于实际工程应用的解调系统，降低解调系统的成 本，是使光纤光栅传感器能够在实际工程应用中得 到推广的关键问题。