光纖光柵傳感器的系統方案解析

當 PD1對應處理后的電壓信號值為5 V時，對應的點為A和C，即對應的有兩個光纖布拉格光柵的波長值。因此，對于這個5 V電壓，解調系統無法直接判斷出對應的懸臂梁負載的質量是A點還是C點所對應的質量。對于雙光柵匹配解調系統，往往會存在兩個匹配光柵并對應兩個光電探測器。除存在PD1外，還存在PD2。系統可以通過PD1和PD2兩者所對應的電壓值來確定產生5V電壓時所添加的砝碼質量。實際上，可通過DSP系統的運算處理得到匹配光柵中心波長的變化量，從而得到傳感光柵的中心波長變化量。對于雙光柵匹配解調系統，對應的傳感光柵可以取反射譜的雙邊，從而擴大傳感光柵的測量范圍。光電探測器的輸出經信號調理電路后的電壓隨應力的變化曲線如圖5所示。

4 結束語

雙光柵匹配解調系統是以匹配法為基礎并加以改進新方法。它繼承了匹配法結構簡單、成本低、實現容易等優點。同時，雙光柵匹配解調系統還解決了因光電探測器導致的測量范圍受限的問題，也解決了匹配法中存在的雙值問題。該解調系統將匹配光柵粘貼于特殊懸臂梁上，并采用DSP進行處理，不僅提高了響應速度，而且提高了解調的精度和穩定性。減小了匹配光柵因應力過大而損壞的可能性。利用拉力作為系統的待測量進行解調實驗證明該系統具有良好的線性度、解調精度、速度及靈敏度。