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末端F/T传感器的重力环境下大范围柔顺控制方法 被引量：11
1
作者 张光辉 王耀南 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期675-683,共9页
为了实现机械臂重力环境下的大范围柔顺控制,提出了一种基于末端受力/力矩(F/T)传感器的重力环境下大范围柔顺控制方法,将机械臂末端力的控制以关节空间基于位置的阻抗控制策略实现。采用基于机械臂运动学的方法对末端重力进行实时补偿... 为了实现机械臂重力环境下的大范围柔顺控制,提出了一种基于末端受力/力矩(F/T)传感器的重力环境下大范围柔顺控制方法,将机械臂末端力的控制以关节空间基于位置的阻抗控制策略实现。采用基于机械臂运动学的方法对末端重力进行实时补偿,去除末端重力对F/T传感器测量值的影响,并将各方向F/T测量值转换到基坐标系下,然后根据基坐标系下各方向F/T情况,修正末端位姿,并将修正后的末端位姿反解到关节空间,通过各关节位置控制器实施柔顺控制。实验结果表明,该方法能够实时补偿重力对机械臂末端F/T传感器测量值的影响,使机械臂在重力环境下不借助任何外部设备,实现任何末端位姿下的柔顺控制,证明了该方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 机械臂 f/T传感器 运动学 柔顺控制 重力补偿
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电阻应变式F/T传感器在Matlab中建模与仿真 被引量：1
2
作者 赵正华 张连东 《机械工程师》 2011年第3期87-89,共3页
介绍F/T传感器工作原理,根据美国ATI工业自动化公司生产的mini85型F/T传感器建立数学模型,使用Matlab软件中Simulink模块对传感器进行仿真,研究不同F/T输入的响应曲线。
关键词 f/T传感器 传感器建模 仿真
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提高光纤F-P应变传感器输出信号质量的方法研究 被引量：18
3
作者 朱永 张洁 +2 位作者 陈伟民 黎学明 黄尚廉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期544-548,共5页
光纤F P应变传感器输出信号质量的好坏直接影响解调精度 从光纤F P应变传感器的基本原理出发 ,针对光纤F P腔内损耗的问题 ,提出了用增加端面反射率的办法来弥补耦合损耗的影响 ;并通过理论分析、计算机仿真和实验对该问题进行了研究 ... 光纤F P应变传感器输出信号质量的好坏直接影响解调精度 从光纤F P应变传感器的基本原理出发 ,针对光纤F P腔内损耗的问题 ,提出了用增加端面反射率的办法来弥补耦合损耗的影响 ;并通过理论分析、计算机仿真和实验对该问题进行了研究 实验表明 ,选用与F P腔固有的最佳反射率匹配的端面镀膜 ,对增加干涉图样的对比度 。 展开更多
关键词 光纤f—P传感器 耦合损耗 镀膜
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基于三次样条插值的光纤F-P传感器傅里叶变换解调研究 被引量：15
4
作者 雷小华 陈伟民 +1 位作者 章鹏 朱永 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期705-708,共4页
从傅里叶变换原理入手,对不插值傅里叶变换解调和高斯频谱插值方法的误差进行了分析.介绍了三次样条插值的原理,通过三次样条插值得到输出光强信号对光频率均匀采样光谱.从光纤F-P传感器的腔长由20μm以0.02μm步长匀速增加至120μm的... 从傅里叶变换原理入手,对不插值傅里叶变换解调和高斯频谱插值方法的误差进行了分析.介绍了三次样条插值的原理,通过三次样条插值得到输出光强信号对光频率均匀采样光谱.从光纤F-P传感器的腔长由20μm以0.02μm步长匀速增加至120μm的仿真分析得出,经过三次样条插值后再进行傅里叶变换解调的精度相对频率插值法更高.在此基础上,采用美国Ocean Optics公司生产的USB2000型光谱仪和Melles Griot公司的17MAX600型光纤对准微动台(精度达0.01μm)搭建了实验系统并进行了对比实验.结果表明,基于三次样条插值的傅里叶变换解调方法误差在0.06μm以内. 展开更多
关键词 光纤f—P传感器 解调 傅里叶变换 三次样条插值
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飞秒激光加工光子晶体光纤微型F-P传感器研究 被引量：11
5
作者 饶云江 段德稳 +4 位作者 杨晓辰 邓明 朱涛 程光华 李明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期91-93,共3页
利用飞秒激光脉冲在光子晶体光纤上熔切出微小矩形孔从而构成光纤法珀干涉腔,并对这种传感器进行了实验测试,在0～1500με的应变范围内,干涉条纹波长相对于应变的灵敏度为0.0036nm/με,线性度达0.9989.在-20℃～100℃其温度系数为0.95... 利用飞秒激光脉冲在光子晶体光纤上熔切出微小矩形孔从而构成光纤法珀干涉腔,并对这种传感器进行了实验测试,在0～1500με的应变范围内,干涉条纹波长相对于应变的灵敏度为0.0036nm/με,线性度达0.9989.在-20℃～100℃其温度系数为0.958nm/℃.利用飞秒激光在光纤上加工F-P腔方法简单,能够实现光纤F-P腔的规模化批量制造. 展开更多
关键词 飞秒激光加工 光纤应变传感器 非本征型光纤f—P传感器 光子晶体光纤
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土木工程监测用光纤F-P位移测量技术 被引量：3
6
作者 田石柱 周智 +1 位作者 赵雪峰 欧进萍 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2001年第6期24-26,共3页
介绍了基于F -P原理的光纤位移计的基本原理 ,对一简支梁在三分点加载的中部挠度进行了测量 ,测得的结果与普通百分表的测量值相比较 ,两者吻合很好。光纤位移计固定在实验装置上保持不变 ,三个月后 ,再对梁的挠度进行测量 ,所得结果与... 介绍了基于F -P原理的光纤位移计的基本原理 ,对一简支梁在三分点加载的中部挠度进行了测量 ,测得的结果与普通百分表的测量值相比较 ,两者吻合很好。光纤位移计固定在实验装置上保持不变 ,三个月后 ,再对梁的挠度进行测量 ,所得结果与百分表测量值吻合仍很好 ,表明基于F -P原理的光纤位移计具有很好的精度与稳定性 ,满足土木工程健康监测的要求 ,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 土木工程 光纤f-P传感器 梁 挠度 位移测量
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光纤法布里-珀罗传感器光纤端面反射率优化 被引量：9
7
作者 赵雷 陈伟民 章鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1008-1012,共5页
讨论了反射光纤端面反射率对(F-P)传感器输出信号质量的影响,指出反射光纤端面反射率的提高可以克服光在F-P腔内损耗的影响,且对应传感器腔长有和其匹配的最优反射率.为了使传感器在其工作腔长范围内的输出信号整体上具有尽可能好的信... 讨论了反射光纤端面反射率对(F-P)传感器输出信号质量的影响,指出反射光纤端面反射率的提高可以克服光在F-P腔内损耗的影响,且对应传感器腔长有和其匹配的最优反射率.为了使传感器在其工作腔长范围内的输出信号整体上具有尽可能好的信号质量,采用最小均方误差法确定了反射光纤端面的最优反射率.仿真证明了采用最优反射率时的信号质量优于采用非最优反射率时的信号质量. 展开更多
关键词 物理光学 优化 最小均方误差法 光纤f-P传感器 反射率
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面向航空发动机的高精高频动应变测量系统 被引量：1
8
作者 刘繄 温志勋 +3 位作者 杨彩霞 李志强 郭煜恩 管昕 《测控技术》 2024年第1期63-69,共7页
高速高精动应变监测技术是实现航空发动机旋转部件故障早期诊断目标的关键技术。提出了一种基于相位解调技术的光纤法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)动应变测量系统,实现了在高频率条件下的高精度动应变测量。实验结果表明:系统中F-P... 高速高精动应变监测技术是实现航空发动机旋转部件故障早期诊断目标的关键技术。提出了一种基于相位解调技术的光纤法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)动应变测量系统,实现了在高频率条件下的高精度动应变测量。实验结果表明:系统中F-P传感器对应变的灵敏度可以达到100.955 pm/με,约为一般光纤FBG应变传感器(应变约1 pm/με)的100倍;测量频率可以达到10 kHz;在对多种不同标准激振频率进行测量时,误差不超过1.1%;另外测量系统探头能耐受1200℃的高温,因而在未来航空发动机旋转部件故障监测、性能测试方面都具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 航空发动机 高精度 高频率 动应变 光纤f-P传感器
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双F-P型高温/应变复合光纤传感器 被引量：2
9
作者 郭煜恩 谭跃刚 吕文强 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期198-203,共6页
针对机电设备多状态监测的需求,提出了一种新双F-P腔光纤温度/应变复合传感模型。该光纤复合传感器采用纯石英光纤作为材料,通过化学腐蚀法及使用准直毛细管制作了双F-P腔,分别用以温度和应变测量,并对制作的传感器进行了传感性能的模... 针对机电设备多状态监测的需求,提出了一种新双F-P腔光纤温度/应变复合传感模型。该光纤复合传感器采用纯石英光纤作为材料,通过化学腐蚀法及使用准直毛细管制作了双F-P腔,分别用以温度和应变测量,并对制作的传感器进行了传感性能的模拟仿真和实验验证。实验结果表明:该双F-P腔光纤复合传感器测量的最高温度为1000℃,温度灵敏度为10.998 pm/℃,满量程温度测量误差小于2%;该双F-P腔光纤复合传感器测量的最大应变为10000με,应变灵敏度为3.268μm/με,应变测量误差小于2%。所提出的双F-P腔温度/应变光纤复合传感器实现了温度和应变的同时测量,可用于机电装备同一位置的温度、应变测量。 展开更多
关键词 传感技术 多参量 光纤f-P传感器 高温 应变
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基于F-P腔干涉的膜片式光纤微机电系统压力传感器 被引量：6
10
作者 郑志霞 黄元庆 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1488-1492,共4页
基于法布里-帕罗腔的干涉原理,采用微机电系统技术加工制作了一种光纤微机电系统压力传感器.采用浓硼扩散自停止腐蚀和磁控溅射的方法,制备厚度为6μm、机械灵敏度为0.502μm/MPa的传感器敏感膜.基于强度解调技术,利用干涉腔的反射功率... 基于法布里-帕罗腔的干涉原理,采用微机电系统技术加工制作了一种光纤微机电系统压力传感器.采用浓硼扩散自停止腐蚀和磁控溅射的方法,制备厚度为6μm、机械灵敏度为0.502μm/MPa的传感器敏感膜.基于强度解调技术,利用干涉腔的反射功率与压力的关系对压力进行解调.分析了腔长变化对反射率的影响,确定传感器线性工作点的波长,建立稳定的压力传感测试系统.测试结果表明,该传感器压强最小分辨率为62Pa,灵敏度达到0.51nW/KPa,具有良好的线性度、灵敏度和重复性,适用于人体内压力测量和口腔义齿压力测量. 展开更多
关键词 光纤f-P传感器 硼硅薄膜 机械灵敏度 反射率 强度解调
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基于Fabry-Perot干涉的高温温度、压力、应变、振动传感器研究进展 被引量：4
11
作者 童杏林 陈士猛 《光学与光电技术》 2022年第1期1-13,共13页
光纤F-P传感器是光纤传感的重要分支,具有检测精度高、测量动态范围大、本征防爆等优点,在工业领域已经得到了广泛的研究和应用。对于超过1000℃的高温恶劣环境,普通电类传感器已经无法满足应用需求。近年来,许多专家学者投身于耐高温光... 光纤F-P传感器是光纤传感的重要分支,具有检测精度高、测量动态范围大、本征防爆等优点,在工业领域已经得到了广泛的研究和应用。对于超过1000℃的高温恶劣环境,普通电类传感器已经无法满足应用需求。近年来,许多专家学者投身于耐高温光纤F-P传感器的研制,通过不断地优化、改进传感器的结构、制备工艺以及选用新型耐高温材料,得到了诸多结构新颖、性能优良的耐高温传感器。从F-P腔的干涉原理出发,介绍了光纤F-P传感器的感知机理,分别综述了光纤F-P温度、压力、应变、振动以及复合型传感器的研究进展,并分析了当前研究所面临的难题和挑战。最后对光纤F-P传感器的发展现状进行总结,并对其未来发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 光纤f-P传感器 高温 f-P干涉 多物理量 压力
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基于振膜耦合增益原理的飞轮型光纤F-P声矢量传感器 被引量：1
12
作者 李雪萍 王双 +3 位作者 张鹏 江俊峰 杨濠琨 刘铁根 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期47-55,共9页
提出一种飞轮型耦合振膜光纤法布里-珀罗(F-P)声矢量传感器。该传感器通过两个飞轮结构振膜的相邻辐条自然耦合,形成面内膜间桥耦合结构。仿真结果表明,基于振膜耦合增益原理的飞轮型光纤声矢量传感器振膜具有摇摆和弯曲两种振动模态,... 提出一种飞轮型耦合振膜光纤法布里-珀罗(F-P)声矢量传感器。该传感器通过两个飞轮结构振膜的相邻辐条自然耦合,形成面内膜间桥耦合结构。仿真结果表明,基于振膜耦合增益原理的飞轮型光纤声矢量传感器振膜具有摇摆和弯曲两种振动模态,可实现数千赫兹宽频率范围的相位差放大,从而提高传感器定向精度。两个飞轮型振膜与光纤端面构成两个独立的F-P微腔传感单元,通过光学干涉信号强度提取得到振膜的振动信号。对所制备的传感器在5~7.4 kHz频率范围内进行二维平面声源定向实验,实验结果与仿真结果符合良好,该传感器在5~7.4 kHz的宽频率范围内具有相位差放大效果,在7.2 kHz处取得最大相位差增益5.05。 展开更多
关键词 光纤光学 f-P传感器 声矢量 摇摆模态 耳间相位差
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一种高方向灵敏度光纤F-P超声传感系统设计研究 被引量：4
13
作者 单宁 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期487-491,共5页
针对光纤F-P超声传感器工作点易偏离问题,设计了基于双波长稳定技术的低细度光纤F-P传感系统,建立了双波长光纤F-P传感系统的DE算法数学模型,优化设计了一高正交精度光纤F-P传感系统,建立基于该传感器的激光超声检测系统,实验研究了该... 针对光纤F-P超声传感器工作点易偏离问题,设计了基于双波长稳定技术的低细度光纤F-P传感系统,建立了双波长光纤F-P传感系统的DE算法数学模型,优化设计了一高正交精度光纤F-P传感系统,建立基于该传感器的激光超声检测系统,实验研究了该传感器探测超声信号的有效性和方向灵敏度。结果表明,该传感器可以有效检测试样中激发出的超声表面波信号。激发源与传感器轴向夹角为0°时,表面波幅值最大。随着激发源与传感器轴向夹角增大,表面波幅值降低。激发源与传感器轴线垂直时,幅值下降达80%,说明该传感器有很强的方向性。 展开更多
关键词 光纤 f-P传感器 微分进化算法 激光超声 表面波
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可调腔长全光纤F-P腔纳米位移传感器的实验研究 被引量：4
14
作者 吴宇 曾旭 +1 位作者 刘晓 杨国光 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1196-1199,共4页
采用一种可变腔长的全光纤结构Fabry-Perot(F-P)腔作为传感器件构建了纳米微位移传感系统,利用高精度的压电陶瓷驱动器模拟微位移输出。通过频域插值的方式对F-P腔输出光谱解调,计算出腔长值。实验结果表明,输出光谱解调后的腔长值与压... 采用一种可变腔长的全光纤结构Fabry-Perot(F-P)腔作为传感器件构建了纳米微位移传感系统,利用高精度的压电陶瓷驱动器模拟微位移输出。通过频域插值的方式对F-P腔输出光谱解调,计算出腔长值。实验结果表明,输出光谱解调后的腔长值与压电陶瓷实际的驱动量相吻合,静态位移分辨率小于4nm,最大测量范围可达50μm。采用对光强进行高频调制和相位解调的方式提高了系统的动态测量精度和稳定性。该系统体积小,灵敏度高,重复性好,并且不受电磁场干扰,便于用MOEMS技术制作成微型传感器。 展开更多
关键词 光纤f-P传感器 微位移测量 腔长可调 光谱解调
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SAGD高温油井光纤F-P测压系统研究与应用 被引量：3
15
作者 马丽勤 黄彦 《特种油气藏》 CAS CSCD 2009年第4期87-89,共3页
针对SAGD高温高压油井的测量环境,设计研制了基于光纤非本征型F-P腔的波长解调型光纤压力传感器系统。该系统采用激光熔接制作的光纤F-P传感头,具有测量动态范围大、温度敏感性小、耐高温和长期工作稳定等优点。F-P测压系统已成功应用于... 针对SAGD高温高压油井的测量环境,设计研制了基于光纤非本征型F-P腔的波长解调型光纤压力传感器系统。该系统采用激光熔接制作的光纤F-P传感头,具有测量动态范围大、温度敏感性小、耐高温和长期工作稳定等优点。F-P测压系统已成功应用于SAGD油井压力实时连续监测,为SAGD开发提供了重要依据。 展开更多
关键词 SAGD 高温油井 光纤f—P传感器 测压系统 研制 应用效果
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一种新型结构非本征F-P传感器全应变测量性能研究 被引量：3
16
作者 王元生 温志勋 +1 位作者 艾长胜 杨柳 《航空工程进展》 CSCD 2021年第3期137-143,共7页
光纤传感器作为一种新的测量信息传输方式,在航空发动机部件材料高温测量领域具有重要的应用价值。基于多光束干涉原理,制作一种新型结构的非本征光纤Fabry-Perot(F-P)传感器,探索其在航空发动机部件材料室温/高温环境静力拉伸试验过程... 光纤传感器作为一种新的测量信息传输方式,在航空发动机部件材料高温测量领域具有重要的应用价值。基于多光束干涉原理,制作一种新型结构的非本征光纤Fabry-Perot(F-P)传感器,探索其在航空发动机部件材料室温/高温环境静力拉伸试验过程中的变形测量性能。采用平板和圆棒两种形状的试样,在不同表面粗糙度和两种加载速率下,分别对比高级视频引伸计(AVE)进行室温、高温环境下静力拉伸试验。结果表明:新型结构的非本征光纤F-P传感器具有测量范围大,测量精度高,测量结果不受外界因素影响等优势,可实现航空发动机部件材料的超量程全应变测量;此外,在测量精度和设备体积方面明显优于AVE。 展开更多
关键词 非本征光纤f-P传感器 航空发动机 高级视频引伸计 室温/高温环境 静力拉伸试验 全应变测量
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一种用于光纤F-P传感器的微纳米级微位移工作台的研究 被引量：2
17
作者 雷小华 刘国平 +2 位作者 陈星 朱永 陈伟民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期653-656,共4页
标定光纤F-P传感器这种微纳米级位移传感器非常困难。分析常用的微位移技术优缺点,这里提出了一种基于弹性变形原理的工作台的设计方法。建立了工作台位移变形的数学模型,对其产生位移的误差进行了理论分析。在此基础上,实际设计并开发... 标定光纤F-P传感器这种微纳米级位移传感器非常困难。分析常用的微位移技术优缺点,这里提出了一种基于弹性变形原理的工作台的设计方法。建立了工作台位移变形的数学模型,对其产生位移的误差进行了理论分析。在此基础上,实际设计并开发了实验系统,用德国he idenha iyn光栅位移传感器对光纤F-P传感器进行了标定实验。大量的标定实验证明,该微位移工作台的不确定度为0.1μm。 展开更多
关键词 标定 工作台 微位移 光纤f-P传感器
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径向基函数神经网络在光纤法布里-珀罗传感器解调中的应用 被引量：2
18
作者 吴婧 王鸣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1145-1149,共5页
提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的光纤法布里珀罗传感器解调解方法,从理论上分忻了该方法的解调原理。从干涉谱中提取特征值,利用干涉谱的特征值和腔长作为训练集,对RBF网络进进行训练,训练好的网络就可以实脱预测腔长的功能。... 提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的光纤法布里珀罗传感器解调解方法,从理论上分忻了该方法的解调原理。从干涉谱中提取特征值,利用干涉谱的特征值和腔长作为训练集,对RBF网络进进行训练,训练好的网络就可以实脱预测腔长的功能。在测量范围为0～2 MPa的法布里-珀罗(F-P)腔MEMS压力传感器进行的解调实验巾,该算法可以辨别0.1 MPa的压力,腔长与压力数据的拟合度为0.98858。仿真计算得出,该方法斛凋出的腔长的相对误差达至0.02%,腔长的最大绝对误差小于0.1μm。实验结果表明,神经网络方法可以达到较高的精度,满足实际需求。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤f—P传感器解调 径向基函数神经网络 压力传感器
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FFT与CZT联合算法用于光纤法布里珀罗传感器解调 被引量：2
19
作者 戴霞娟 王鸣 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2008年第1期88-92,共5页
通过对法布里-珀罗（F-P）型压力传感器傅里叶解调法的理论分析,在FFT的基础上引入CZT（线性调频Z变换）,以对传统的FFT算法进行改进.通过Matlab模拟解调,该联合算法相对误差仅为0.1%.在对测量范围为0-3 MPa的F-P腔MEMS压力传感器进行... 通过对法布里-珀罗（F-P）型压力传感器傅里叶解调法的理论分析,在FFT的基础上引入CZT（线性调频Z变换）,以对传统的FFT算法进行改进.通过Matlab模拟解调,该联合算法相对误差仅为0.1%.在对测量范围为0-3 MPa的F-P腔MEMS压力传感器进行的解调试验中,当采用256点FFT变换和100点CZT变换时,其分辨率达到0.05 MPa,拟合度为0.99316.实验证明,FFT、CZT联合解调的方法可以达到较高的精度,满足实际需求.其计算量小、解调精度高的优点,使它具有解调传感器复用信号的潜力. 展开更多
关键词 f-P传感器 CZT MEMS
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基于FFT-COSS的光纤F-P传感器解调算法
20
作者 付亚平 闻妲 王巧云 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1529-1535,共7页
针对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器的解调,提出一种基于快速傅里叶变换与余弦相似度(FFT-COSS)的腔长解调算法.首先利用快速傅里叶变换确定腔长的粗测值,然后结合余弦相似度算法求取精确腔长值,作为F-P腔的最终解调结果.仿真结果表明,FFT-... 针对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器的解调,提出一种基于快速傅里叶变换与余弦相似度(FFT-COSS)的腔长解调算法.首先利用快速傅里叶变换确定腔长的粗测值,然后结合余弦相似度算法求取精确腔长值,作为F-P腔的最终解调结果.仿真结果表明,FFT-COSS算法将解调误差控制在±0.2 nm,单次解调的平均时间控制在1 s.将该算法应用于石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混合膜制作的薄膜式F-P传感器微压测试系统.实验结果表明,FFT-COSS算法的拟合度达到0.990 8,腔长分辨率优于0.621 8 nm,单次解调的平均时间控制在1 s,与仿真结果相符. 展开更多
关键词 光纤f-P传感器 薄膜式传感器 快速傅里叶变换 余弦相似度 腔长解调
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