光纤法布里-珀罗传感器的微纳位移与加速度计模型研究

本文主要探讨了传感器在现代科技中的重要地位，特别是高精度微位移传感器的发展与应用。作者以光纤法布里-珀罗干涉仪为基础，提出了一个新型的光纤法布里-珀罗(F-P)腔位移传感器理论模型。论文首先介绍了传感器的基本原理，强调了在纳米和微米级位移测量领域的广泛应用，如微型机械系统、生物医学工程和精密仪器等。 论文的核心内容是设计并分析了一个基于F-P干涉器的高分辨率位移传感器。实验部分通过频谱域实验展示了传感器的动态范围，利用压电陶瓷环对输出信号进行调制，并通过相位锁定振荡器实现解调。结果显示，该F-P传感器的分辨率可达5纳米以下，动态范围超过100微米，显示出极高的灵敏度和宽广的工作范围。 考虑到位移是加速度的二阶导数，论文进一步探讨了如何利用有限元方法(FEM)和ANSYS软件构建理论上的加速度计模型。通过这种方法，可以预测传感器在处理高速运动或振动时的性能，这对于航空航天、工业自动化和汽车电子等领域的需求具有重要意义。 关键词涵盖了论文的核心技术，包括光纤法布里-珀罗干涉仪（Fiber Fabry-Perot sensor）、频谱解调（Spectrum demodulation）、微小位移测量（Micro-displacement measurement）以及加速度计模型（Accelerometer model）。这篇论文不仅提供了先进的传感器技术，还为相关领域的研究者和工程师提供了实用的设计和分析工具，推动了传感器技术在精密测量领域的前沿发展。