基于菲索干涉儀解調(diào)的光纖法珀加速度傳感器及信號(hào)解調(diào)方法研究的中期報(bào)告

基于菲索干涉儀解調(diào)的光纖法珀加速度傳感器及信號(hào)解調(diào)方法研究的中期報(bào)告本中期報(bào)告主要介紹基于菲索干涉儀解調(diào)的光纖法珀加速度傳感器及信號(hào)解調(diào)方法的研究情況。一、研究背景與意義隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高精度、高靈敏度、高穩(wěn)定性的加速度傳感器需求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的機(jī)電式和電容式加速度傳感器因?yàn)殪`敏度低、易受干擾等原因，已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代精密制造和科學(xué)研究的需要。相比之下，光纖傳感器因其優(yōu)越的性能和顯著的優(yōu)點(diǎn)，成為了當(dāng)前加速度傳感器研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。在光纖傳感器中，法珀干涉型傳感器因其高靈敏度、廣波段可調(diào)、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。在法珀干涉型傳感器中，珀遜干涉型傳感器和菲索干涉型傳感器是應(yīng)用最廣泛的兩種，其中菲索干涉型傳感器因其構(gòu)造簡(jiǎn)單、制作工藝易于掌握、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為了研究的熱點(diǎn)。二、研究?jī)?nèi)容本研究主要研制了一種基于菲索干涉儀解調(diào)的光纖法珀加速度傳感器，并研究了相應(yīng)的信號(hào)解調(diào)方法。1.傳感器原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳感器由菲索干涉儀、光柵、衰減器、光纖和金屬振動(dòng)臂等組成。通過(guò)振動(dòng)臂的振動(dòng)，使得光程差發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致傳感器的光強(qiáng)信號(hào)發(fā)生變化。該光強(qiáng)信號(hào)經(jīng)菲索干涉儀解調(diào)后，可以得到加速度信號(hào)。2.信號(hào)解調(diào)方法針對(duì)傳感器輸出信號(hào)中存在的多普勒頻移和干擾等問(wèn)題，本研究提出了一種新的信號(hào)解調(diào)方法——小波包變換解調(diào)方法。該方法利用小波包變換對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行分解和重構(gòu)，使得信號(hào)的高頻噪聲得到了有效的濾除，同時(shí)保留了信號(hào)的主要信息。三、研究目標(biāo)及進(jìn)展本研究的主要目標(biāo)是研發(fā)一種高靈敏度、高穩(wěn)定性、高精度的光纖法珀加速度傳感器，并提出相應(yīng)的信號(hào)解調(diào)方法。目前我們已經(jīng)完成了傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和部分制作工作，并對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行了初步的分析和處理。四、研究創(chuàng)新點(diǎn)1.提出了一種基于菲索干涉儀解調(diào)的光纖法珀加速度傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高精度、高靈敏度、高穩(wěn)定性加速度測(cè)量的要求；2.提出了小波包變換解調(diào)方法，可以有效地降低傳感器信號(hào)的噪聲，從而提高信號(hào)的可靠性和精度；3.本研究綜合應(yīng)用了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，為相關(guān)學(xué)科的研究提供了新的思路和方法。五、下一步工作計(jì)劃1.完成傳感器的制作和系統(tǒng)調(diào)試工作；2.針對(duì)傳感器輸出信號(hào)的噪聲、干擾等問(wèn)題，優(yōu)化信號(hào)解調(diào)方法；3.進(jìn)行傳感器的靈敏度、穩(wěn)定性等性能測(cè)試和分析，對(duì)傳感器的性能進(jìn)行全面評(píng)估。六、結(jié)論本研究針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)電式和電容式加速度傳感器存在的問(wèn)題，提出了一種基于菲索干涉儀解調(diào)的光纖法珀加速度傳感器，并研究了相應(yīng)的信號(hào)解調(diào)方法。該傳感器具有高靈敏度、高穩(wěn)定性、高精度等優(yōu)點(diǎn)，可以有效地解決加速度測(cè)量中