单片机控制的光纤光栅解调仪设计与应用

"基于单片机的光纤光栅解调仪的研制" 光纤光栅传感器是一种利用光纤中的布拉格光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）作为传感元件的设备，它在70年代随着光纤通信技术的进步而兴起，并在随后的几十年里取得了显著的发展。这种传感器因其独特的优点，如抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小以及能够分布式部署，被广泛应用于温度、应变（压力）、振动等多种物理量的测量。 解调技术是光纤光栅传感器的核心，它涉及将FBG反射的光信号转换为对应物理量的电信号。常见的解调方法包括匹配光栅法、可调谐F-P腔法、非平衡马赫-曾德尔干涉仪法和可调谐光源法等。其中，可调谐F-P滤波法因其灵活性和高分辨率成为一种重要的解调手段。这种方法依赖于调整F-P滤波器的谐振波长，使其与FBG的反射波长相匹配，从而获取待测参数的信息。 文章详细探讨了基于单片机系统的解调方案，特别是使用ATMEL 89C52单片机设计的8位光纤光栅解调系统。单片机因其强大的控制功能、良好的性价比和高可靠性，成为了实现这种解调器的理想选择。通过利用单片机的I/O口、逻辑操作和位处理能力，可以实现对解调过程的精确控制和快速响应。 在硬件设计上，该系统采用了双ATMEL 89C52单片机以提高解调速度和精度。软件部分，设计了相应的程序算法，包括数据采集、处理和解调算法，确保解调仪能够实时、准确地解析出FBG反射的波长变化，从而测量出对应的物理量。 总结而言，这篇硕士论文深入研究了光纤光栅传感器的基本原理和解调技术，重点在于开发基于单片机的光纤光栅解调仪。通过采用可调谐F-P滤波法并结合单片机系统，实现了高效、精确的解调功能，对于推动光纤光栅传感器的实用化和产品化进程具有重要意义。