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基于兩種光纖傳感技術的壓電陶瓷特性研究

時間:2019-05-19 14:26來源:畢業論文
利用光纖光柵傳感器研究壓電陶瓷特性的方法,通過調整在壓電陶瓷上電壓,光纖光柵的周期發生變化,從而使得反射光信號的波長發生變化,再通過對信號進行解調, 從而獲得壓電陶瓷

摘要:提出了基于兩種光纖傳感技術的壓電陶瓷特性研究,一種利用光纖光柵傳感器研究壓電陶瓷特性的方法,通過調整在壓電陶瓷上電壓,光纖光柵的周期發生變化,從而使得反射光信號的波長發生變化,再通過對信號進行解調, 從而獲得壓電陶瓷的位移量與所加電壓間的關系;另一種搭建M-Z干涉應變測量實驗系統,采集驅動電壓與干涉條紋移動的數據,討論相位變化和驅動電壓的關系。壓電陶瓷纏繞3圈、5圈、7圈的壓電陶瓷相位移動的變化量與驅動電壓的比值分別為0.1316 πrad/V、0.1641 πrad/V 、0.3445 πrad/V,可以看出隨著纏繞的圈數增多,斜率在增加,也就是靈敏度在提高。同時實驗表明M-Z干涉儀較光纖光柵傳感器更適用于測量管狀壓電陶瓷的特性。35559
畢業論文關鍵詞: 光纖光柵;壓電陶瓷 ;干涉解調;M-Z干涉
Research of the piezoceramics properties based on two kinds of optical fiber sensing technology
Abstract:Put forward Based on research of the piezoelectric properties of the two kinds of optical fiber sensing technology , A piezoelectric properties were studied with optical fiber grating sensor method,By adjusting the voltage on the piezoelectric ceramics, fiber Bragg grating cycle changes,So as to make the change the wavelength of reflected light signal, and then through the signal demodulation, thus obtain displacement of piezoelectric ceramic and the relationship between the applied voltage system,obtained the driving voltage and interference fringes move data, discussed the relationship between the phase change and the driving voltage. Piezoelectric ceramic winding circle of 3, 5, and 7 times of the variation of phase shift of piezoelectric ceramic and driving voltage ratio were 0.1316 πrad/V、0.1641 πrad/V 、0.3445 πrad/V, It can be seen as the increase in the number of turns around, the slope on the rise, namely sensitivity in improving, Because of the fiber Bragg sensor can't detect the strain of piezoelectric ceramics, and M - T interferometer detect the strain situation of piezoelectric ceramic, so it can also explain the M - T interferometer is higher sensitivity of optical than the fiber grating sensor. 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live
Key words: fiber grating;piezoelectric ceramics;interference demodulation,M-Z interference
目錄
1 緒論    1
1.1 課題的目的和意義    1
1.2 國內外研究現狀與發展趨勢    1
2 壓電陶瓷工作原理和特性分析    3
2. 1壓電陶瓷工作原理    3
2. 2壓電陶瓷基本特性    4
2. 2. 1位移特性    4
2. 2.2 溫度特性    7
2. 2. 3遲滯特性    7
3 光纖光柵的概述    8
3. 1 光纖光柵工作的原理    8
3. 3光纖光柵傳感器測量特點    9
3. 6光纖光柵傳感器的信號解調技術    9
3.6.1直接法    10
3.6.2濾波法    10
3.6.3干涉法    12
3.6.4可調窄帶光源法    13
3.6.5色散法    14
4 M-Z 干涉的光纖傳感器的理論分析    15
4. 1光的干涉原理和干涉條件    15
4. 2 M-Z干涉儀工作原理    16
5 實驗數據記錄與分析    18
5.1 光纖光柵傳感器測量壓電陶瓷    18
5.1實驗系統實物圖    19
5.2  M-T干涉儀測量壓電陶瓷    19
6  結論    24
致謝    25
參考文獻    26
1 緒論
1.1    課題的目的和意義
    目的:本課題進一步了解光纖傳感原理及利用所學理論與技術搭建兩種光纖傳感實驗系統并用于壓電陶瓷特性研究,以及對兩種系統進行對比研究。通過本課題的開展不僅可以對光纖知識及光纖傳感原理有更加深入的了解,而且可以體驗科學研究的全過程,從而培養綜合運用本專業所學理論與技術進行獨立分析問題與解決問題的能力。 基于兩種光纖傳感技術的壓電陶瓷特性研究:http://www.aftnzs.live/tongxin/20190519/33567.html
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