干涉型光纖加速度計系統研究

本文研究了一種基于近克爾遜干涉原理的光纖加速度計系統。該系統具有
結構簡單、靈敏度高、抗電磁干擾和傳輸頻帶寬等特點，可用于航空航天、慣
性導航、武器引爆、汽車安全行駛、地震檢測和石油開采等多個領域，不僅具
有重要的科學意義，更具有廣闊的應用價值。
在文中，首先對干涉型光纖加速度計的結構設計和工作原理進行了深入的
研究。從傳感原理出發(fā)，討論了光波在光纖中傳播時，相位變化與光纖應力應
變之間的關系，在此基礎上，進一步推導了加速度與光波的相位變化之間的函
數關系。該加速度計基于邁克爾遜干涉儀結構，其敏感元件由兩個纏繞著光纖
的順變柱體支撐著一個質量塊構成，可以近似看成阻尼簡諧振子系統。基本：I：
作過程為：敏感元件感受外界的加速度信號，并把它轉化成邁克爾遜干涉臂的
拉伸或壓縮，從而調制了干涉臂中的光波相位，然后干涉儀將光波的相位變化
轉換成光強的變化，并輸出給信號處理電路。
信號處理電路是干涉型光纖加速度計系統中的重要部分。本文從系統的角
度出發(fā)，分析了信號處理電路的基本原理，討論了各單元電路的設計方法。其
中，重點分析了有源零差檢測技術在信號處理電路中的應用，介紹了該技術實
現相位檢測和誤差補償的全過程，為系統的電路設計提供了理論依據。最后，
本文采用MATLAB軟件對整個信號處理電路進行了仿真，并對仿真結果進行了分
析和討論。結果表明，該信號處理系統是科學可行的，最終可以實現待測加速
度信號的高精度檢測。
本傳感器通過改造，適當地選擇換能機構的設計，不僅可以測量微位移，
而且可以應用于壓力測量、液體流量測量和振動等物理量的測量，具有廣泛的
應用前景。