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三通道光纖E+E位移傳感器研究
近年來,三通道光纖傳感器以其體積小、重量輕、靈敏度高、抗電磁干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于傳感領(lǐng)域。位移測(cè)量是三通道光纖傳感器的重要應(yīng)用之一。

三通道光纖E+E位移傳感器研究
對(duì)于尺寸很小的物體的位移和振動(dòng)情況,常規(guī)的非接觸式E+E位移傳感器受到反射面積的限制導(dǎo)致測(cè)量效果不是很理想,而三通道光纖E+E位移傳感器則可以做成很小的探頭(直徑zui小0.2mm),此外還可以做成直線發(fā)射和接收的形式,通過測(cè)量物體在位移過程中對(duì)三通道光纖的遮擋程度來計(jì)算位移的數(shù)值。介紹了一種新型的透射光斑式三通道光纖E+EE+E位移傳感器 ,與傳統(tǒng)的E+EE+E位移傳感器相比 ,它具有體積小、精度高、重復(fù)性好、無(wú)滯后現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)。從理論上 ,推導(dǎo)出該傳感裝置的調(diào)制函數(shù)關(guān)系式 ,并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明 ,這種三通道光纖E+EE+E位移傳感器精度可達(dá)0 .5μm ,并具有較良好的線性度。在很多情況下,能完成傳統(tǒng)E+E位移傳感器很難甚至不能完成的任務(wù)。三通道光纖E+E位移傳感器的典型結(jié)構(gòu)式是用兩根多模三通道光纖構(gòu)成的光強(qiáng)反射式,但這種結(jié)構(gòu)存在“光峰”現(xiàn)象,利用雙通道結(jié)構(gòu)能解決這一問題,并且通過輸出兩個(gè)接收三通道光纖的比值能夠減弱器件受環(huán)境干擾帶來的誤差,一定程度上提高了測(cè)量精度。但雙通道結(jié)構(gòu)由于受到三通道光纖探頭接收范圍的影響,限制了傳感器的測(cè)量范圍。為了避免上述不足,提出了一種三通道三通道光纖E+E位移傳感器。該系統(tǒng)由三條光路作為感知光路。對(duì)系統(tǒng)的三路測(cè)量結(jié)果進(jìn)行歸一化處理,這樣能很好的解決外界環(huán)境的干擾,從而提高系統(tǒng)測(cè)量精度。本系統(tǒng)的硬件電路部分包括光源調(diào)制電路、光電檢測(cè)電路、濾波電路和真值轉(zhuǎn)換電路等。系統(tǒng)選擇半導(dǎo)體激光器作為系統(tǒng)光源,利用光電檢測(cè)電路將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。然后通過信號(hào)調(diào)理電路使得輸出信號(hào)能進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。

三通道光纖E+E位移傳感器研究
在軟件部分介紹了回歸分析和徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種數(shù)據(jù)融合處理方法,同時(shí),討論了它們的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。并將算法融入到采樣器中運(yùn)行。研究結(jié)果表明三通道三通道光纖E+E位移傳感器結(jié)合適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)融合方法,能夠降低系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,提高傳感器的測(cè)量精度和動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍。