光纤光栅传感器的系统方案解析

当 PD1对应处理后的电压信号值为5 V时，对应的点为A和C，即对应的有两个光纤布拉格光栅的波长值。因此，对于这个5 V电压，解调系统无法直接判断出对应的悬臂梁负载的质量是A点还是C点所对应的质量。对于双光栅匹配解调系统，往往会存在两个匹配光栅并对应两个光电探测器。除存在PD1外，还存在PD2。系统可以通过PD1和PD2两者所对应的电压值来确定产生5V电压时所添加的砝码质量。实际上，可通过DSP系统的运算处理得到匹配光栅中心波长的变化量，从而得到传感光栅的中心波长变化量。对于双光栅匹配解调系统，对应的传感光栅可以取反射谱的双边，从而扩大传感光栅的测量范围。光电探测器的输出经信号调理电路后的电压随应力的变化曲线如图5所示。

4 结束语

双光栅匹配解调系统是以匹配法为基础并加以改进新方法。它继承了匹配法结构简单、成本低、实现容易等优点。同时，双光栅匹配解调系统还解决了因光电探测器导致的测量范围受限的问题，也解决了匹配法中存在的双值问题。该解调系统将匹配光栅粘贴于特殊悬臂梁上，并采用DSP进行处理，不仅提高了响应速度，而且提高了解调的精度和稳定性。减小了匹配光栅因应力过大而损坏的可能性。利用拉力作为系统的待测量进行解调实验证明该系统具有良好的线性度、解调精度、速度及灵敏度。