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FBG传感技术是目前光纤传感领域内的研究热点之一,有着广泛的应用前景,特别是可用于大型复合材料和混凝土,例如对大坝、桥梁、矿井的健康诊断和安全监测,对于保证结构的可靠性有重要意义。
虚拟仪器是由模块化仪器硬件、计算机硬件和具有数据采集、处理、通讯功能的软件组成的测控系统。与传统的仪器相比较,虚拟仪器具有结构灵活、可扩展性好、维护方便、用户可以自定义功能等优点,而且便于扩展成分布式的测控系统,是未来仪器技术的发展方向之一。
本文从理论上分析和讨论了使用光纤布拉格光栅测量温度和应变的原理及光栅波长的解调方法,并采用虚拟仪器技术构建了光纤布拉格光栅测量系统的架构。本文设计了基于虚拟仪器的测量系统的控制软件的结构,并通过虚拟仪器软件开发平台LabWindows/CVI进行控制软件的开发,软件开发中涉及了多线程数据采集、L]SB和串口通讯、数字信号处理、数据库技术和网络通讯等方面的知识。FBG解调系统软件实现了采集光纤布拉格光栅波长信号、解算波长、在此基础上计算相应传感器的温度或应变的变化量、保存及查询数据、显示曲线及动态测量等功能,并能够通过网络构成分布式测量系统,进行远程监测。论文在实验的基础上确定了波长和扫描电压的关系,并针对温度传感器进行了实验,验证了系统的功能。