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基于菲索干涉仪解调的光纤法珀加速度传感器及信号解调方法研究的中期报告

本中期报告主要介绍基于菲索干涉仪解调的光纤法珀加速度传感器及信号解调方法的研究情况。

一、研究背景与意义

随着现代工业技术的发展，对高精度、高灵敏度、高稳定性的加速度传感器需求越来越高。传统的机电式和电容式加速度传感器因为灵敏度低、易受干扰等原因，已经不能满足现代精密制造和科学研究的需要。相比之下，光纤传感器因其优越的性能和显著的优点，成为了当前加速度传感器研究领域的热点之一。

在光纤传感器中，法珀干涉型传感器因其高灵敏度、广波段可调、不受电磁干扰等优点，得到了广泛的应用。在法珀干涉型传感器中，珀逊干涉型传感器和菲索干涉型传感器是应用最广泛的两种，其中菲索干涉型传感器因其构造简单、制作工艺易于掌握、抗干扰能力强等优点，成为了研究的热点。

二、研究内容

本研究主要研制了一种基于菲索干涉仪解调的光纤法珀加速度传感器，并研究了相应的信号解调方法。

1.传感器原理及结构设计

传感器由菲索干涉仪、光栅、衰减器、光纤和金属振动臂等组成。通过振动臂的振动，使得光程差发生变化，进而导致传感器的光强信号发生变化。该光强信号经菲索干涉仪解调后，可以得到加速度信号。

2.信号解调方法

针对传感器输出信号中存在的多普勒频移和干扰等问题，本研究提出了一种新的信号解调方法——小波包变换解调方法。该方法利用小波包变换对传感器信号进行分解和重构，使得信号的高频噪声得到了有效的滤除，同时保留了信号的主要信息。

三、研究目标及进展

本研究的主要目标是研发一种高灵敏度、高稳定性、高精度的光纤法珀加速度传感器，并提出相应的信号解调方法。目前我们已经完成了传感器的系统设计和部分制作工作，并对传感器输出信号进行了初步的分析和处理。

四、研究创新点

1.提出了一种基于菲索干涉仪解调的光纤法珀加速度传感器，实现了对高精度、高灵敏度、高稳定性加速度测量的要求；

2.提出了小波包变换解调方法，可以有效地降低传感器信号的噪声，从而提高信号的可靠性和精度；

3.本研究综合应用了光学、机械、电子、计算机等多个学科的知识，为相关学科的研究提供了新的思路和方法。

五、下一步工作计划

1.完成传感器的制作和系统调试工作；

2.针对传感器输出信号的噪声、干扰等问题，优化信号解调方法；

3.进行传感器的灵敏度、稳定性等性能测试和分析，对传感器的性能进行全面评估。

六、结论

本研究针对传统机电式和电容式加速度传感器存在的问题，提出了一种基于菲索干涉仪解调的光纤法珀加速度传感器，并研究了相应的信号解调方法。该传感器具有高灵敏度、高稳定性、高精度等优点，可以有效地解决加速度测量中的实际问题。在今后的研究中，我们将进一步完善传感器的性能和优化信号处理方法，为相关应用领域提供更加优秀的技术支持。