光纤渐逝波温度传感器光电检测系统的设计研究.pdf

上海大学
硕士学位论文
光纤渐逝波温度传感器光电检测系统的设计研究
姓名:陈翔
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:王廷云
20071201
摘要敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀,便于实现多路技术,结构简单,体积小,基于该原理对被测量能实现高灵敏度的传感检测,使其已经成为未来传感伴随着噪声信号,则两者都会一起放大。尤其当噪声强度远大于所要的信号时,就必须借助特殊的放大器来同时放大信号并滤去噪声。由于渐逝波术。整个检测电路分为光电转换、前置放大、窄带滤波、嗷仿贰做了详细的比较和分析。在相同的实验条件下,发现采用嗉觳獾与传统的各类传感器相比,光纤传感器具有一系列独特的优点,如灵重量轻,耗电少等。光纤渐逝波传感技术又是近年来光纤传感的研究热点,技术领域的发展趋势之一。本文就是在光纤渐逝波温度传感器的基础上,介绍了利用熔融拉锥光纤耦合器作为传感头的传感原理,针对其高灵敏度的传感特点,提出利用锁相检测技术来实现光电温度传感的检测。一般的线性放大器可以将微弱的电信号放大,但若我们所要的信号中光纤温度传感检测到的温度信号属于微弱的光电信号,其幅值微弱,很容易被检测系统的噪声所埋没,传统的检测方法无法滤除这些噪声,这样的检测方式会使高灵敏度的光纤渐逝波温度传感失去意义。锁相检测电路就是特别适合于微弱信号检测的一种有效检测电路。本文介绍的光纤渐逝波温度传感器的光电检测系统正是采用了锁相检测的技同步解调、采样和信号处理六大部分。本文分析了在光电转换和前置放大环节产生的噪声,同时介绍了利用窄带滤波、嗷仿泛屯浇獾鞯路实现去噪的原理,并详细说明了如何利用增强型单片机迪信号采样、处理的过程。每一部分的电路都在硬件构成和工作原理上做了详细阐述。并在此基础上设计了光纤渐逝波温度传感的检测实验。针对光纤渐逝波温度传感器,本文将嗉觳獾男阅芎椭绷骷觳方法得到的测量结果的稳定性比采用直流检测法提高了叮觳獾奈榷性达到了M币灿胧炙喾糯笃鞯募觳饨峁隽吮冉希玫搅上海大学硕士学位论文
关键词:光纤温度传感器,渐逝波,光电检测,锁相检测左右。这都说明嗉觳獾缏肪哂泻芨叩奈榷ㄐ浴2⑶遥簿推淞槊性、重复性等性能做了实验分析。通过实验和计算,本文设计的基于的范围内,该检测系统也具有良好的检测重复性。检测系统良好的稳定性、灵敏性和重复性的特点使得高灵敏度的光纤渐逝波温度传感有了真正应用两者采样电压稳定性是一致的结论,两者检测电压的波动范围都在锁相原理的光电检测电路对温度的分辨率达到了妫辉价值。文中最后对本课题的工作做了总结,指出了今后工作的发展方向,并对网络化温度传感的前景作了技术展望和积极的预测。℃上海大学硕士学位论文
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签名:卫二筮勋躲雄嗍雄。嘭签名:弦扬日期:茫号蹋篺:兰牛本论文使用授权说明原创性声明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。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发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他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。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑上海大学硕士学位论文Ⅱ
第一章绪论课题来源课题研究的目的和意义领域中所占的比重分布㈣。:在信息化社会,随着工业的飞速发展,几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号检测技术的支持。传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之前列。圈谐隽私昀锤骼啻ǜ杏τ玫谋壤齠”。如今嗣嵌源ǜ屑际醯囊G笠苍嚼丛礁摺S氪车母骼啻ǜ衅飨啾龋纤传感器有一系列独特的优点!缌槊舳雀摺⒖沟绱鸥扇拧⒛透础⒈阌实现多路技术、结构简单、体积小、重量轻、耗电少等。温度、
美国的斯坦福大学、弗吉尼亚大学、尽公司、公司、镜然乖诠庀舜ǜ辛谟蚱鸩浇显纾诰事和民用颁域的应用方面,光纤传感器发展十分迅速,这使得美最高的国家。之后,日本的很多研究机构和西欧各国的大型企业、公司也积极参与了光纤传感器的研究与丌发。⒌玫搅私峡斓姆⒄埂D壳埃清华大学、浙江大学、南开大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、重庆大学等院校也在这领域展开了工作