基于NI數(shù)據(jù)采集模塊光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、經(jīng)過幾十年的發(fā)展，光纖光柵傳感技術(shù)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，正在獲取應(yīng)有的市場(chǎng)地位，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，光纖布拉格光柵傳感技術(shù)逐步形成五大應(yīng)用領(lǐng)域:智能結(jié)構(gòu)、工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、自然生態(tài)和人居環(huán)境。隨著光纖布拉格光柵傳感器、系統(tǒng)光源和系統(tǒng)光路設(shè)計(jì)的不斷更新，對(duì)其傳感解調(diào)技術(shù)也提出了更高的要求。在FBG傳感解調(diào)系統(tǒng)中傳感信號(hào)的采集是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)采集模塊的精度和速度會(huì)直接影響FBG傳感解調(diào)系統(tǒng)的測(cè)量精度。在大數(shù)據(jù)時(shí)代即將到來的今天，數(shù)據(jù)

2、的采集和處理已成為各個(gè)領(lǐng)域的重要生產(chǎn)因素。數(shù)據(jù)時(shí)代在對(duì)人類采集和處理數(shù)據(jù)的能力提出挑戰(zhàn)的同時(shí)，也為人們獲得更加先進(jìn)的洞察能力提供了的空間與潛力。美國國家儀器公司(National Instructions，NI)生產(chǎn)制造的數(shù)據(jù)采集模塊具有高精度、高速率和大動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)，而且能使用C/C++等多種編程語言對(duì)其進(jìn)行再次開發(fā)。自成立三十多年以來，美國國家儀器在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域一直處于領(lǐng)航地位，不斷致力于數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的開發(fā)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)是NI數(shù)

3、據(jù)采集產(chǎn)品長(zhǎng)期兼容性和完善技術(shù)支持的根本保證。
　　 目前，很多國內(nèi)外單位和企業(yè)在研究光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)的過程中，設(shè)計(jì)和研究數(shù)據(jù)采集模塊時(shí)，一般都自行研發(fā)，這樣會(huì)大大延長(zhǎng)系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間，不利于新產(chǎn)品的發(fā)布。本文對(duì)光纖布拉格光柵傳感原理及其傳感解調(diào)技術(shù)展開了深入研究，在NI數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行軟件開發(fā)的基礎(chǔ)之上，首先對(duì)波長(zhǎng)解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究，成功制作了基于NI數(shù)據(jù)采集模塊的FBG波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)并進(jìn)行了測(cè)試標(biāo)定實(shí)驗(yàn);然后針對(duì)光纖光柵

4、高頻振動(dòng)傳感技術(shù)搭建了基于NI數(shù)據(jù)采集模塊的FBG高頻振動(dòng)傳感解調(diào)系統(tǒng)，并進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
　　 全文的內(nèi)容主要包括:介紹了FBG傳感技術(shù)及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，從原理上闡述了FBG傳感原理和FBG傳感解調(diào)技術(shù)，并對(duì)幾種常見的解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了性能對(duì)比。接著詳細(xì)敘述了NI數(shù)據(jù)采集模塊的硬件電路分析和軟件開發(fā)過程，在此基礎(chǔ)之上，提出了兩種基于NI數(shù)據(jù)采集模塊的FBG解調(diào)系統(tǒng):第一種解調(diào)系統(tǒng)是基于NI數(shù)據(jù)采集模塊的FBG波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)，在