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1、基于温控Bragg光栅滤波器的光纤Bragg光栅动态应变传感系统第20卷第3期2007年3月传感CHINESEJOURNAL技术0FSENSORS报ACTUATORSVol_20No.3Mar.2007DynamicStrainFiberBraggGratingSensorSystemBasedonTemperatureControlledFiberBraggGratingFilterSHURui-jun,CHENJun,CHENZhe-min(TheStateKeyLabofModernOpticalInstrumentation,Z
2、hejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:ThepaperpresentsahighdynamicstrainresolutionfiberBragggrating(FBG)sensorsystembasedontemperaturecontrolledfiberBragggratingdemodulation.ThereflectedlightfromsensorFBGismodulatedbythedynamicstrain,andisfilteredbytemperaturec
3、ontrolledFBG.Thesensorsystemmeas—uresthetransmittedlightpoweranddemodulatesthedynamicstrain.ThesensorsystemisensuredatthebestmeasurementconditionwiththemodulatedtemperaturecontrolledFBG.Andthehighdynamicreso—lutionisachievedwiththehighrateoffilterslopeofTemperaturecontro
4、lledFBG.Thenaturalvibrationofthefreebeamisresearchedbythesensorsystem.Theresonantvibrationfrequencyinbandwidthof1～3200Hzismeasuredeffectively.andthedynamicstrainresolutionreachesashighas6.7×10一.e/Hz/2.Keywords:opticalmeasurement;fiberbragggrating;temperaturecontrolled;dy
5、namicmeasurement;noiseI,imitedEEACC:723OE基于温控Bragg光栅滤波器的光纤Bragg光栅动态应变传感系统舒睿俊,陈军陈哲敏(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,杭州310027)摘要:描述了一种基于温控光纤光栅解调的光纤光栅动态高精度应力测量系统.传感光纤光栅的Bragg反射光受到动态应力调制,反射光其后入射到温控光纤光栅滤波器,传感系统通过测量温控光纤光栅的透射光强变化实现了动态应力解调.温控调节温控光纤光栅,使传感系统始终处于透射光强对应力变化最敏感的最佳状态.利用光纤光栅滤波器的大斜率特性
6、,实现了高动态精度的动态应力传感.以简支梁的自由振动作为研究对象,在有效探测简支梁带宽为1～3200Hz的谐振频率范围内获得了高达6.7×10.e/Hz"的动态应力测量精度.关键词:光学测量;光纤光栅;动态测量;温度控制;噪声抑制中图分类号:TN247文献标识码:A文章编号:1004—1699(2007)03—0554—05光纤光栅由于具有较强的抗电磁干扰,可分布式测量等优秀的测量能力而被广泛地研究和应用引.利用光纤光栅可以检测应变,温度的参量.光纤FBG光栅传感器在应变传感领域可以分为准静态传感和动态传感.FBG作为波长调制型传感器,
7、被测信号调制到Bragg波长的移位中.要获得被测信号,就需要检测出Bragg波长的移位量,这就是波长解调技术.光纤光栅解调技术是光纤光栅应用中的一项关键技术,收稿日期:2006—04—12修改日期:2006—04—12它的检测精度往往决定着整个传感系统的传感精度.在动态应变传感的情况下,目前已有多种解调方式可以应用,其中主要有Mach-Zehnder干涉法[],F-P解调法[引,光纤光栅匹配法[罐],边缘滤波法[9以及可调谐激光器法E12]等.到目前为止,基于Mach-Zehnder干涉法的相位解调系统获得的应力动态测量精度最高,其动态
8、精度可高达10叫s/Hz量级甚至10e/Hzl/.量级,但其测量系统稳定性要求比较高.其他的解调方式均是Bragg光强学第3期舒睿俊,陈军等:基于温控Bragg光栅滤波器的光纤Bragg光栅动态应变传感系统
