哈尔滨理工大学 硕士学位论文 光纖光栅温度传感器动态称重系统的研究 姓名：刘惠颖 申请学位级别：硕士 专业：测试计量技术及仪器 指导教师：房国志 哈尔滨理T大学T学硕f：学位论文 光纤光栅温度传感器动态称重系统的研究与应用 摘 要 目前我国道路运输车辆超载现象极为普遍，在严重地区几乎所有的货 運车辆都存在不同程度的超载行为。因此加强公路运输的管理、保障行车安全 等问题显得日趋重要有效的抑制超限超载的重要手段就是實现对车辆的计重 收费，而计重收费的关键技术就是车辆的动态称重该技术的研究对于保护公 路的正常使用有着重要的经济意义和社会價值。 近年来随着智能感知材料的发展，尤其是以光纤光栅温度传感器为代表的光纤传感 元件的发展为称重系统的研究提供了崭新的途径和广阔的生机。本文选片j光 纤光栅作为敏感元件对基于光纤光栅温度传感器的汽车动态称重系统进行了研究。首先 介绍了光纤布拉格光栅的结构、原理、制作方法、实际应用和国内外的研究现 状和发展趋势分析了光纤布拉格光栅作为传感器对应变、压力和温度的传感 特性。在光纤光栅温度传感器匹配原理研究的基础上结合实际采用了一种基于单片机的 光纤光栅温度传感器匹配解调方案，并建立了解调实验系统 本系统硬件设计主要分光纤传感部分、模拟电路、数字电路和通信传输四 大部分。光纤传感部分由光源、光纤光栅温度传感器匹配解调仪、光电转换器等组成负 责提取过往车辆参数信息；模拟信号部分负责对光纤干涉仪输出的信号进行调 适，由隔直、滤波、放大等电路组成：数字部分以TI公司生产的数字信号处 理器(DSP)为核心负责数字的采集、数据处理和与PC机通信等：通信部分选 用平行接口，通过它和计算机进行传输本文采用了模块化的思想进行了软件 设计，使软件容易升级人机界面友好，使系统操作简便 最后对本文设計的整个系统进行了性能试验和误差分析，实验分析表明 基于光纤光栅温度传感器传感器的称重系统具有结构简单、实施方便、精度较高、耐久可 靠且造价不高等特点，具有很好的应用前景 关键词动态称重；光纤；传感器；解调 哈尔滨理_T人学T学硕lj学位论文 The and onFiber StudyApplication Grating DynamicWeighingSystem

哈尔滨工程大学硕士学位论文 摘 偠 光纤光栅温度传感器是继掺铒光纤放大器之后光纤通信发展史上又一个重要里程 碑随着光纤光栅温度传感器制造技术的不断完善，光纖光栅温度传感器已成为目前最具有发展前 途最具有代表性的光纤无源器件之一。它的出现使许多复杂的全光通信 和传感f吗络成为可能，极大地拓展了光纤技术的应用范围因此，光纤光栅温度传感器 的理论和应用研究具有重要的实际意义 本文首先从光纤光栅温度传感器的基础理论出发，介绍了光纤光栅温度传感器的概念、分类、 制作方法及其应用建立了Bra鹊光纤光栅温度传感器应变传感模型及温度傳感模型： 接着研究了新型光子学器件一荧光光纤光栅温度传感器用作传感器的温度和应力特性； -最后对Bmgg光纤光栅温度传感器传感器应用於桥梁模型中的应力测量以及平面二维应 力测量进行了实验研究。 对荧光光纤光栅温度传感器的测试结果可为解决困扰光纤光栅温度传感器传感器的温度、应变 交叉敏感问题提供一条新思路二维应力测量的实验结果对于实现多维应力 测量具有指导意义，可望应用在结构健康监测、智能结构等工程领域 关键词：Bragg光纤光栅温度传感器；荧光：传感特性；温度测量；应力测量： 平面二维应力 哈尔滨工程大学硕壵学位论文 Abstract Fiber口a血gs iIlthe of

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