研究目的
提出一种基于模态干涉仪的光纤平面加速度计(FOPA),用于低频微振动检测,克服了灵敏度低、重复性差和制作工艺复杂等缺点。
研究成果
FOPA在8至100赫兹范围内展现出高灵敏度(227.82毫伏/克)和分辨率(12.54微克/√赫兹),同时具有低方向串扰(-45.88分贝)和温度串扰(-0.5纳米/摄氏度),适用于低频微振动检测。
研究不足
该研究聚焦于低频微振动检测。温度串扰被指出为一项限制因素,其数值为-0.5纳米/摄氏度。
1:实验设计与方法选择:
采用模态干涉仪设计FOPA,将传感熊猫保偏光纤(PMF)盘绕在ABS圆盘上。圆盘上固定圆柱质量块,使用窄线宽激光器作为光源。
2:样本选择与数据来源:
通过参考加速度计(RA,B&K 8305)、信号发生器(B&K 3160-A-022)和功率放大器(B&K 2176)驱动的振动台(B&K 4809)对FOPA进行测试。
3:5)、信号发生器(B&K 3160-A-022)和功率放大器(B&K 2176)驱动的振动台(B&K 4809)对FOPA进行测试。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:包括RIO Orion激光模块、ABS圆盘、圆柱质量块、PMF、电路元件,以及用于数据处理的B&K Pulse labshop系统。
4:实验流程与操作步骤:
通过垂直和水平方向的扫频测试FOPA以产生加速度,光电探测器(PD)检测光强并进行处理。
5:数据分析方法:
分析输出电压的灵敏度、分辨率和方向串扰,在温箱中测试温度串扰。
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optical spectrum analyzer
AQ6370C
Yokogawa
Used to record the spectra of the ASE light and transmission light.
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RIO Orion laser
RIO
Used as light source in the experimental setup.
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reference accelerometer
B&K 8305
B&K
Used as a reference to compare with the FOPA.
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vibrator
B&K 4809
B&K
Used to generate acceleration for testing the FOPA.
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signal generator
B&K 3160-A-022
B&K
Used to drive the vibrator.
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power amplifier
B&K 2176
B&K
Used to amplify the signal from the signal generator to the vibrator.
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