基于ni数据采集模块光纤光栅传感解调系统研究

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：伊日期：坦丛学学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借闺。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索

2、，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后遵守此规定)研究生签名：社导师签名：二丢幽：乏巫拿童些p摘要经过几十年的发展，光纤光栅传感技术已经从实验室走向实际应用，正在获取应有的市场地位，在物联网产业的带动下，光纤布拉格光栅传感技术逐步形成五大应用领域：智能结构、工业、生物医学、自然生态和人居环境。随着光纤布拉格光栅传感器、系统光源和系统光路设计的不断更新，对其传感解调技术也提出了更高的要求。在FBG传感解调系统中传感信号的采集是一个关键

3、环节，数据采集模块的精度和速度会直接影响FBG传感解调系统的测量精度。在大数据时代即将到来的今天，数据的采集和处理已成为各个领域的重要生产因素。数据时代在对人类采集和处理数据的能力提出挑战的同时，也为人们获得更加先进的洞察能力提供了的空间与潜力。美国国家仪器公司(NationalInstructions，NI)生产制造的数据采集模块具有高精度、高速率和大动态范围等特点，而且能使用C／C十+等多种编程语言对其进行再次开发。自成立三十多年以来，美国国家仪器在数据采集领域一直处于领航地位，不断致力于数据采集平台的开发和长远的发展目标是NI数据采集产品长期兼容性和完善技术支持

4、的根本保证。目前，很多国内外单位和企业在研究光纤光栅传感解调系统的过程中，设计和研究数据采集模块时，一般都自行研发，这样会大大延长系统开发的时间，不利于新产品的发布。本文对光纤布拉格光栅传感原理及其传感解调技术展开了深入研究，在NI数据采集模块进行软件开发的基础之上，首先对波长解调技术进行了相关研究，成功制作了基于NI数据采集模块的FBG波长解调系统并进行了测试标定实验；然后针对光纤光栅高频振动传感技术搭建了基于NI数据采集模块的FBG高频振动传感解调系统，并进行了相关测试实验。全文的内容主要包括：介绍了FBG传感技术及其国内外研究现状，从原理上阐述了FBG传感原理和

5、FBG传感解调技术，并对几种常见的解调技术进行了性能对比。接着详细叙述了NI数据采集模块的硬件电路分析和软件开发过程，在此基础之上，提出了两种基于NI数据采集模块的FBG解调系统：第一种解调系统是基于NI数据采集模块的FBG波长解调系统，在这部分内容中详细论述了系统方案的硬件电路研制和软件研发，并对解调系统进行了标定和温度传感实验；第二种解调系统是基于NI数据采集模块的FBG高频振动传感解调系统，在这部分内容中主要叙述了系统方案的设计及其相关的测试实验。关键字：光纤光栅NI数据采集模块解调技术AbstractAfterdecadesofdevelopment，thef

6、iberBragggrat魄sensingtechnologyhasbeenusedfromlabtopracticalapplication,withthedevelopmentoftheInternetofThings，whichisgettingrightmarketpositionandgradually，itentersfiveapplicationfields，namely，intelligentstructure，industry，biologicalmedicine，naturalecologicalandlivingenvironment．Witht

7、heconstantlyupdatingoftheopticalfiberBragggratingsensor，systemlightsourcesandsystemdesignoftheopticalpath，itssensordemodulationtechnologyisalsoputforwardahigherrequest．ThesensorsignalacquisitionisakeystepinFBGsensingdemodulationsystem，theprecisionandspeedofdataacquisitionmodule