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光纤Bragg光栅(FBG)振动传感器具有高灵敏度、强抗干扰能力、良好的低频探测性能、易于成阵复用等优点,已经成为FBG传感新的应用研究领域。为实现对低频振动信号的高性能探测,本文对FBG振动传感器及其解调系统进行了理论分析仿真和实验研究,并在此基础上研制了三种不同结构的低频FBG振动传感器。首先通过对FBG传感技术基础理论的分析和FBG振动传感器设计方法的探讨,设计了金属桶封装单柱体芯轴式、聚氨酯封装的单柱体芯轴式和双柱体对称推挽芯轴式三种传感器结构,并分别进行了理论分析和仿真计算。为实现振动传感信号的精确解调,本文设计并构建了一种基于非平衡Michelson干涉仪PGC相位解调技术的FBG振动传感解调系统,并对解调系统性能进行了测试。该解调系统工作稳定,本底噪声小于-90dB,波长偏移量最小可测3.8×10 ?3pm,动态应变量的最小可测达到3.2nε。为提高解调系统稳定性和低频解调能力,实现对双光栅结构传感器的解调功能,本文在干涉法解调方案基础上构建了Michelson干涉仪双FBG解调系统,通过双路匹配解调技术可以有效降低系统本底噪声, 200Hz以下系统本底噪声降低约10dB。最后对研制的三种不同结构的传感器分别进行了实验研究。其中金属桶封装单柱体芯轴式FBG振动传感器结构简单,固有频率为388Hz,适用于200Hz以下的低频振动传感,加速度灵敏度为80pm/g;聚氨酯封装的单柱体芯轴式FBG振动传感器灵敏度高,低频探测性能好,其固有频率约为155Hz,适用于100Hz以下的低频振动传感,加速度灵敏度为450pm/g;双柱体对称推挽芯轴式FBG振动传感器具有温度自补偿功能,高灵敏度和良好的低频探测性能,稳定性高,方向性好,结构简单,方便扩展到三维等优点,本征频率为210Hz,灵敏度约为450pm/g。