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基于颜色传感器的光纤光栅传感解调仪的研究的中期报告

摘要

本文介绍了一种基于颜色传感器的光纤光栅传感解调仪的研究，该解调仪采用了LabVIEW编程语言设计完成，可以实现对光栅传感器输出的光信号的准确解调和测量。文章介绍了该解调仪的系统结构、硬件组成和软件设计，以及采用该解调仪对不同温度下的光栅传感器进行了测试实验，并验证了该解调仪的测量精度和可靠性。

关键词：光纤光栅传感器，颜色传感器，解调仪，LabVIEW，测量精度

Abstract

Thispaperintroducesaresearchonafiberopticgratingsensingdemodulatorbasedonacolorsensor.ThedemodulatorisdesignedusingLabVIEWprogramminglanguage,whichcanaccuratelydemodulateandmeasuretheopticalsignaloutputbythegratingsensor.Thisarticleintroducesthesystemstructure,hardwarecomponentsandsoftwaredesignofthedemodulator,aswellastheexperimentaltestsconductedonthegratingsensorunderdifferenttemperaturesusingthedemodulator,whichverifiesthemeasurementaccuracyandreliabilityofthedemodulator.

Keywords:fiberopticgratingsensor,colorsensor,demodulator,LabVIEW,measurementaccuracy

1.引言

光纤光栅传感技术作为一种新兴的传感技术，有着广泛的应用前景。在实际应用中，解调仪作为光纤光栅传感器的重要配套设备之一，起着至关重要的作用。本文通过采用颜色传感器作为光栅传感器的解调仪，设计并搭建了一个基于LabVIEW编程的光纤光栅传感解调仪系统，实现了光栅传感信号的准确测量。

2.解调仪的设计和研究

2.1解调仪的结构

光栅传感器的解调仪主要由颜色传感器、参考光源和信号处理器组成。颜色传感器用于测量传感器输出的光信号，并将其转换为数字信号。参考光源提供波长为1550nm的参考光信号，将其与光栅传感器输出的光信号进行干涉，通过信号处理器对干涉光信号进行解调，并实现测量。

2.2解调仪的硬件组成

解调仪的硬件组成主要包括颜色传感器、参考光源、光纤和适配器。颜色传感器采用的是APDS-9960数字颜色传感器，该传感器具有高精度、低功耗、光学滤波和环境光排除等特点。参考光源采用的是D2-125光源，其波长为1550nm，输出功率为5mW。光纤为50/125μm多模光纤，适配器为FC/PC型号。

2.3解调仪的软件设计

解调仪的软件设计采用的是LabVIEW编程语言，主要包括数据采集模块、信号处理模块和数据显示模块。数据采集模块负责收集颜色传感器输出的数据，对其进行数字化处理。信号处理模块则将参考光源和光栅传感器输出的光信号进行干涉，采用Fourier变换对干涉光信号进行解调，并计算出光纤光栅传感器输出的光栅谱普。数据显示模块将处理后的数据显示在计算机上，实现光栅传感信号的测量和分析。

3.实验结果

本文通过采用该解调仪对不同温度下的光栅传感器进行了测试实验，结果表明该解调仪具有较高的测量精度和可靠性。在室温下，光栅传感器输出的光信号的幅度值为1.55V，随着温度的升高，幅度值逐渐降低，最低可达到0.98V。通过解调仪对光信号的解调和分析，可以得到光栅传感器输出的温度变化曲线，能够准确测量光纤光栅传感器的温度变化。

4.结论

本文介绍了一种基于颜色传感器的光纤光栅传感解调仪的研究，该解调仪采用LabVIEW编程语言设计完成，能够实现对光栅传感信号的准确测量。通过测试实验，验证了该解调仪具有较高的测量精度和可靠性，能够有效地应用于光纤光栅传感器的解调和测量中。