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1、第33卷第4期应用科技Vol.33,l.42006年4月AppliedScienceandTechnologyApr.2006文章编号:1009-671X(2006)04-0018-03一种RIM型低频振动光纤加速度传感器的设计付江志,曹家年(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:设计了一种反射式光强调制光纤传感器(RIM-FOS),用于测量低频振动加速度信号.由于只采用一根单模光纤用于发射和接收,整体结构紧凑小巧且在一定条件和范围内使其数学模型相对简练,通过数字和线性化处理
2、可不失真地实时输出低频振动加速度信号.此传感器具有信号失真小,对初始位移漂移不敏感的特点.关键词:光纤;光强调制;传感器;振动加速度中图分类号:TN29文献标识码:ADesignofalowfrequencyvibrationRIMfiberopticaccelerationsensorFUJiang_zhi,CAOJia_nian(SchoolofInformationandCommunicationEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin15000
3、1,China)Abstract:Areflectiveintensitymodulatedfiberopticsensorisdesigned,whichcanbeappliedinthemeasure-mentofaccelerationsignalinlowfrequencyvibration.Theconfigurationiscompactanddelicatesinceonesinglemodulefiberisusedforsendingandreceiving.Itsmathematic
4、modelisbriefundercertainconditionsandranges.Bymeansofnumericalandlinearprocess,areal_timeandundistortedlowfrequencyvibrationaccelera-tionsignalcanbeobtained.Thecharacteristicsofthesensoristhatthesignaldistortionissmallandthestaticdriftoftheinitialdisplac
5、ementdriftisnotsensitive.Keywords:fiber;intensitymodulation;sensor;vibrationacceleration加速度传感器是工业、国防等许多领域中进行进入接收光纤.当以一定规律改变这种耦合关系或冲击、振动测量常用的重要传感器.其工作原理是采状态时,即对所传输的光进行了调制.通常是改变发用惯性原理,利用质量块感受被测件运动时产生的射光纤和接收光纤相对于反射平面的间距,即位移惯性力或位移,测量出此惯性力或位移即可测量出信息可以由反射光的强度反
6、映出来.本文对采用一相应的加速度.目前研制的光纤加速度传感器主要根光纤时的耦合原理进行了分析,通过在一定条件有光强调制型与相位调制型2大类.以光强调制原下的简化,论证了其调制函数基本上反比于距离的[1]理为基础设计的反射式光纤传感器,是利用光纤与平方,从而可得到加速度的信息.光学系统相对耦合并通过电路对所测信号进行技术2系统构成处理,从而获得所需信息.其优点是反应速度快、精度高、结构简单,并有利于传感器结构的小型化.由本加速度传感器的基本构成框图如图1所示.于这些优点,并考虑简化传感系统的结构,提出了一
7、为保证光源发送光信号强度的稳定,在光源种只采用一根单模光纤的RIM型光纤低频振动加部分加入自动功率控制和自动温度控制电路.在速度传感器的设计方案.传感器部分,为简化其体积和结构,只采用一根单模光纤,既作为发射光纤又作为接收光纤.将反射1工作原理镜固定于质量块上,通过质量块相对外壳的位移反射式调制是将一块具有高反射率的反射平变化可导致接收光强的变化,将此变化光强通过面,安装于可随被测对象共同运动的质量块表面上,后面一系列线性化处理,可实时地反映被测物体使输送光纤端面射出的成圆锥型光束反射后,部分的振动加速
8、度.收稿日期:2004-12-09.作者简介:付江志(1977-),男,硕士研究生,主要研究方向:宽带数字通信系统与通信技术,E_mail:Fujiangzhi@hrbeu.edu.cn.第4期付江志,等:一种RIM型低频振动光纤加速度传感器的设计#19#图1光纤加速度传感器的基本构成一般在不加特殊阻尼情况下,Nn1,为把频率3传感器模型误差限制在一定范围内,传感器工作于其幅频特性311传感器机械模型的平直部分,一般应工作于012Xn处(误
