重叠双光栅动态应变传感实验：随机非均匀采样技术

"基于随机非均匀采样的重叠双光栅动态应变传感实验研究" 本文探讨了在动态应变传感领域的一种创新方法，即利用重叠多光栅的随机非均匀采样技术进行信号传感与解调。该技术的核心在于通过重叠双光栅的设置，能够在时域上产生非等间隔的传感脉冲，这尤其适用于动态应变信号的测量。传统的单光栅解调系统在处理动态应变信号时可能存在带宽限制，而此方法则能显著提高测量带宽。 文章详细介绍了基于可调谐滤波器的重叠双光栅解调系统结构。这个系统采用了质心法硬件解算，结合平滑滤波算法，旨在兼顾高速测量和高解调精度的需求。在实验中，通过周期性随机变化的三角波可调谐滤波器扫描电压来实现光栅的随机非均匀采样。在特定条件下，例如平均扫描速率为500 Hz的可调谐滤波器和重叠双光栅配合下，可以产生最高达2 kHz的随机分布传感脉冲，进而实现对1.9 kHz动态应变信号的测量。这一测量带宽是传统单光栅解调系统的8倍，展示了其在动态应变传感领域的优越性能。 关键词中的“光栅”指的是光学器件，通常用于将连续光谱分解为离散的波长或频率；“解调”是信号处理过程中的一个重要步骤，从调制过的信号中提取原始信息；“非均匀采样”是一种信号采集策略，它不按照等时间间隔获取数据，对于捕捉瞬态或动态信号特别有用；而“动态应变”是指材料在受到动态载荷时产生的形变，是结构健康监测和力学性能研究的重要参数。 该研究为动态应变传感提供了新的思路，不仅提高了测量带宽，还降低了对硬件复杂度的要求，对于结构健康监测、振动分析以及材料科学等领域具有重要的应用价值。通过这种方法，未来可能能够开发出更高效、更精确的动态应变检测设备，进一步推动相关科技的发展。