基于单片机的光纤光栅解调器

piday123

基于单片机的光纤光栅解调器

摘要:Bragg光栅解调系统是光栅传感器得以实用化的关键。根据光纤Bragg光栅传感器的传感机理,介绍了Bragg 光栅解调
- }) x9 d- }4 B. o6 D系统的工作原理,建立了解调系统模型,提出了实现Bragg光栅解调的单片机解调系统,给出了详细的软硬件设计方案。光栅
解调系统测量能够精度达到+5pm,重复性最大误差为+-8pm。
关键字:BRAGG光栅;F-P解调;单片机;89C52

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光纤光栅传感器的应用是-一个方兴未艾的领
  z8 r5 b8 B' U5 C' G- A% h, _4 W& z域,有着非常广阔的发展前景。目前限制光纤光栅传
感器大量实际应用的最主要障碍就是传感信号的解
调。光纤光栅传感解调方法有许多,但是能够实际应
用的解调产品并不多,而且价格昂贵。因此研究开发
) S: S' `: \" C! U适于实际工程应用的解调系统，降低解调系统的成
1 b/ r, O5 |/ F& ]! x! ~9 z/ L/ _! @本，是使光纤光栅传感器能够在实际工程应用中得
! M& C8 M+ Q  o4 h0 P; X' V* Y  r8 @( z到推广的关键问题。
有鉴于此,为了满足工程应用的需要,本文提出
了--种基于单片机的光纤光栅解调技术，即利用目前
应用极为广泛,价格比较便宜的单片机作为信号采集
0 A4 b7 {3 O" w) C6 v和处理的mcu,开发-种较高精度的、廉价的、便携
的、能进行快速测量且能方便获取所测参变量大小的
' V' D  L$ @0 _) K& h6 Z解调器。为了解决了单个单片机速度较慢的问题,系
统中采用双CPU ,其中-一个单片机完成信号解调的算
" C9 B) n" _, K5 G$ t, o, v法,而另-一个单片机完成逻辑控制,人机接口和与上
位机的通信,通过双口RAM实现双机数据共享。
1 E  G, O- I+ L& A! J2 ~  L5 F1解调系统结构和原理
解调系统总体结构图如图1 所示。主要由三部分
  Q- s3 @* T" E0 @组成,Bragg光栅(测量光栅),光纤光栅解调器,计算
机。其中光纤光栅解调器可以细分为2个部分,模拟
电路部分和数字电路部分,模拟电路部分的功能是把
8 k0 \+ k0 x4 Q! A9 fBragg光栅(测量光栅)受到的应变或者温度变化变成
6 v3 m: |( L8 C4 e$ ~, F' c

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光纤光栅传感器的应用是-一个方兴未艾的领 域,有着非常广阔的发展前景。目前限制光纤光栅传 感器大量实际应用的最主要障碍就是传感信号的解 调。光纤光栅传感解调方法有许多,但是能够实际应 用的解调产品并不多,而且价格昂贵。因此研究开发 适于实际工程应用的解调系统，降低解调系统的成 本，是使光纤光栅传感器能够在实际工程应用中得 到推广的关键问题。