基于光纖布拉格光柵的稱重式蒸滲儀解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、蒸滲儀用于測定農(nóng)田作物蒸騰蒸發(fā)量，研究作物的耗水規(guī)律等，在農(nóng)田水文研究方面起重要作用。稱重式蒸滲儀依靠高精度的稱重儀器進(jìn)行測量，因此，開發(fā)精度高，造價低，抗干擾能力強的稱重系統(tǒng)對于稱重式蒸滲儀的發(fā)展有一定的推動作用。
　　光纖布拉格光柵傳感器用于稱重領(lǐng)域具有耐惡劣環(huán)境，抗噪聲電磁干擾，使用安全，測量精度高等諸多優(yōu)點，但傳統(tǒng)的解調(diào)儀器價格昂貴，制約了其進(jìn)一步發(fā)展。所以，研究低成本高精度的解調(diào)系統(tǒng)是未來光纖布拉格光柵傳感器發(fā)展的關(guān)鍵。

2、本文旨在為光纖布拉格光柵稱重傳感器設(shè)計低成本的光柵解調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)稱重的直接顯示，為實現(xiàn)FBG稱重傳感器在蒸滲儀上的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
　　論文首先研究了國內(nèi)外光纖布拉格光柵解調(diào)技術(shù)的進(jìn)展，以光纖光柵傳感機(jī)理為指導(dǎo)，仿真反射光譜，建立溫度緩慢變化和均勻軸向應(yīng)變作用下的光纖布拉格光柵的傳感模型，為解調(diào)方案提供理論依據(jù)。
　　其次，深入探討了幾種典型的光纖光柵解調(diào)技術(shù)，分析其優(yōu)劣，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于LabVIEW的匹配光纖布拉格光柵

3、解調(diào)方案，該方案采用透射式匹配光柵解調(diào)方法實現(xiàn)稱重傳感器的載重測量。詳細(xì)介紹了解調(diào)稱重系統(tǒng)，包括整體方案和軟硬件的實現(xiàn)，采用軟件手段進(jìn)行溫度補償，利用壓電陶瓷控制匹配光纖布拉格光柵的掃描波長，對壓電陶瓷施加優(yōu)化后的三角波驅(qū)動信號，可將傳感信號的測量轉(zhuǎn)換為時間間隔的計算，簡化了解調(diào)程序。利用LabVIEW編程實現(xiàn)了信號采集、軟件濾波、數(shù)據(jù)處理和測量結(jié)果顯示。
　　最后，搭建完整的解調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)行了溫補標(biāo)定和稱重標(biāo)定實驗，并進(jìn)行系統(tǒng)溫度