光子晶体光纤压力传感器输出信号监测技术

光子晶体光纤以其灵活的结构设计和高非线性、平坦色散、高双折射等独特光学特性吸引了越来越多的关注。简单介绍了光子晶体光纤的分类,导光机理,详细讨论了其相关光学特性,最后介绍了光子晶体光纤的研究进展。

文章针对压力测试机的压力传感器在无压力时电桥的平衡问题及v/f转换的频率稳定问题进行探索,探讨了电桥数字电位器的调零及vfc32外围元件参数的计算方法。

光子晶体光纤独特的结构和导模机制使它具有其他普通光纤无法比拟应用前景。本文对晶体光纤的定义、分类、特性和目前的研究情况做了详细的分析。

为避免布拉格光纤光栅温度与应力测量时的交叉敏感问题,文中提出一种基于微机电加工工艺的沙漏型fbg结构,通过各向同性腐蚀改变包层厚度,使其再受压力时光栅间距连续非均匀变化,导致反射带宽展宽,而温度只使中心波长漂移使带宽展宽很小,通过检测输出光强的大小间接测量压力大小,有效避免温度与应力的交叉敏感问题。

介绍了光纤陀螺在实际应用过程中的环境适应性问题,并从光子晶体光纤的结构特点出发,总结了光子晶体光纤的独特应用优势,指出将光子晶体光纤应用于光纤陀螺中可很好地解决温度、磁和辐射敏感等问题。通过实验研究,验证了实心保偏光子晶体光纤的损耗、模式特性,以及温度、磁场和核辐射对此种光纤的影响。同时,研究开发了它与传统保偏光纤的熔接对轴技术,熔接点损耗和偏振串音达到0.7db和-25db。在此基础上,研制出光子晶体光纤陀螺样机,陀螺零漂达到0.09(°)/h。研究和对比表明:在光纤陀螺中用光子晶体光纤代替传统的光纤,在减小温度、辐射、磁场的影响和进一步提高光纤陀螺性能方面具备很大的潜力。

文章设计了一种双芯光子晶体光纤温度传感器,利用纤芯间高折射率柱的谐振效应实现对温度的精确传感。在纤芯间空气孔中注入液晶材料,利用液晶材料折射率的温度变化特性,使温度变化对双芯间的耦合特性产生影响,从而实现对温度的精确传感。仿真结果表明,通过测量双芯透射光功率就可以实现对温度的测量,其灵敏度可以达到2.5mw/k。

双芯光子晶体光纤温度传感器 (2)

双芯光子晶体光纤温度传感器

利用多项式拟合的规范化方法来融合温度信息,实现了压力传感器的非线性修正和温漂补偿,得到了压力解析表达式;同时利用单片机进行采集和处理信息,实现了压力传感器的智能化。

光子晶体光纤模拟.

基于有限元法分析了光子晶体光纤模场半径,为了提高计算速度,提出了一种工作波长为1.55μm时,光子晶体光纤模场半径的快速估算方法,进而实现光子晶体光纤熔接损耗的快速估算。分析表明,本文提出的方法能够准确快速的实现光子晶体光纤熔接损耗的估算。

介绍该课题组近两年在光子晶体光纤超连续谱方面的主要研究成果,包括基于连续波泵浦研制全光纤化超连续谱源,利用级联一段高非线性正常色散光纤,通过光纤的受激拉曼散射效应实现超连续谱的平坦化;基于皮秒锁模光纤激光器实现全光纤化5w输出超连续谱源;拉制一段145m的锥形光子晶体光纤,利用自制的纳秒光纤激光器与锥形光子晶体光纤熔接,制备输出功率2.2w的宽带超连续谱源;利用自制的网状光子晶体光纤和全固态光子带隙光纤,分别研究亚微米薄壁上偏振相关的超连续谱产生,以及基于四波混频效应产生的超连续谱.

为了抑制通信系统中脉冲的展宽,根据色散补偿理论,提出了一种由单一石英材料制成的双层芯光子晶体光纤(dccpcf).该光纤的色散值在1.55μm处可达到-6000ps/(nm·km).理论分析表明,在传输过程中内芯基模和外芯缺陷模以相位匹配波长为临界状态,在内芯与外芯之间相互交替传输,并在匹配波长处因模式发生强烈耦合而引起折射率产生大幅度波动.通过对结构参数d1、d2变化的情况下色散曲线的扰动情况进行分析,可为实际制备工作提供一定的理论指导.

压力传感器 (4)

压力传感器 (3)

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水 利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机 床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用 1、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力 传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器 等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线 性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被 测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分 之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电

1 传感器与检测技术 电阻应变式压力传感器的设计 学院：信息技术学院 指导老师：蔡杰 班级：b1106 姓名：张佳林 学号：0915110629 2 目录 一、设计任务分析................错误！未定义书签。 二、方案设计.....................................3 2.1原理简述.....................错误！未定义书签。 2.2应变片检测原理................................3 2.3弹性元件的选择及设计..........................4 2.4应变片的选择及设计............................5 三、单元电路的设计...............................

压力传感器 (2)

3、压力传感器 控制系统中典型的压力传感器包括机油压力传感器、进气压力传感器、燃 油压力传感器、大气压力传感器，以及某些情况下oem安装的压力传感器。天然 发动机通常还安装有多个压力传感器。康明斯发动机上使用的压力传感器有2 种：一种是电容式压力传感器；另外一种是压电晶体式传感器。2种传感器均为 3线式，2根电源线向传感器提供5v的工作电压，1根信号线向ｅcu提供压力信 号电压。燃油压力传感器接线图和装配图如图４所示。 电容式压力传感器 通过内部的一个电容来感应压力的变化，当压力变化时，压力差使电容的 ２个极板之间的距离发生变化，从而输出一个信号电压。 压电晶体式传感器 通过内部一个压电晶体来感应压力的变化，当压力变化时，作用在压电晶 体上的压差使电晶体输出一个信号电压。 根据压力传感器测量压力时参考压力的不同，压力传感器又可以分为相对 压力传感器和绝对压力传感器

压力传感器 一、压力传感器的介绍 压力传感器是指将接收到的气体、液体等压力信号转变成标准的电流信号 （4~20madc），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示 和过程调节的元器件。它主要是由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成 的（进气压力传感器）。 压力传感器(pressuretransducer)是能感受压力信号，并能按照一定的规律将 压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。 压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型， 压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。 二、压力传感器的分类 压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的 器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电 学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生。

压力传感器／压力开关／胎压计 pressuresensor／pressureswitch／tirepressure gauge mems压力传感器 产品特点/优势(featuresandadvantages) 采用高性能专用电路（asic），噪声低，瞬态响应 好（20khz，50微秒上升／下降时间）， highperformancesensorasic，lownoiseand excellentfrequencyresponse（20khz，50usraise andfalltime） 高可靠的差分poly-fuse技术，工作温度-40°c-150°c， 满足汽车工业的要求 highlyreliabledifferentialpoly-fuseotp,workingtemperature-40°c

光子晶体光纤是一种包层由空气孔-石英沿轴向方向周期排列所构成的新型光纤。光子晶体光纤特殊的结构分布和特性,使其在降低光学噪声、陀螺尺寸、温度敏感性,提高陀螺精度和抗核辐射等方面,具有传统光纤光纤陀螺不可比拟的优越性。本文综述了光子晶体光纤的概念、在光纤陀螺方面的独特优势,以及其在光纤陀螺应用方面的研究进展和前景。