基于MEMS光纖微位移傳感器的加速度檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著市場不斷地向小型化、微型化方向發(fā)展，微機械系統(tǒng)在市場中的地位也是日益明顯。微機械系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)體積微小，且抗外界干擾力強，它不僅在物理學(xué)、光學(xué)方面具有很強的應(yīng)用價值，且在生物醫(yī)學(xué)、微控制學(xué)領(lǐng)域方面的應(yīng)用價值也是不可估量的。無論在精度、靈敏度、響應(yīng)速度等方面微機械系統(tǒng)都具有很強的優(yōu)越性。
　　本文基于微機械系統(tǒng)技術(shù)研究一種新型的光纖微位移傳感器，將微機械系統(tǒng)應(yīng)用于光纖傳感系統(tǒng)中進行研究分析。首先提出了一種新型MEMS光纖微位

2、移傳感器模型，根據(jù)接收光纖在位移過程中接收光功率差的變化來確定相關(guān)接收光纖位移的大小，建立了接收光纖位移與光功率差的關(guān)系。得到了接收光纖位移在0~10μm范圍內(nèi)變化時，對應(yīng)的接收光纖光功率差在0~0.6306mW之間變化。其次，本文研究了相應(yīng)光功率差與系統(tǒng)加速度的關(guān)系，將接收光纖嵌入到簡支梁中，與簡支梁一起作為加速度感受單元。研究分析得到了相應(yīng)加速度下接收光纖位移與與加速度之間的關(guān)系，建立了接收光纖位移與系統(tǒng)加速度的關(guān)系。最后，利用接收

3、光纖光功率差與位移之間的關(guān)系以及接收光纖位移與系統(tǒng)加速度的關(guān)系建立了接收光纖光功率差與加速度的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)簡支梁位移在0~10μm范圍變化時，相應(yīng)的加速度值為20~100m/s，最大加速度檢測值達到10g。
　　由于MEMS系統(tǒng)體積微小，因此在相應(yīng)信號檢測過程中需要一定程度的放大與調(diào)整，而在設(shè)計放大電路時，往往會因電路的設(shè)計不良，引入過多的噪聲信號，因此設(shè)計合理的放大電路是輸出信號進行檢測的基礎(chǔ)。本文在設(shè)計的放大電路的基礎(chǔ)上引