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基于磁致旋光效应的双路MOEMS加速度传感方法

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微纳电子技术 2022年第12期59卷 1308-1313页

作者：刘丽双武亮伟郭浩唐军石云波林绍卓刘郁松中北大学仪器与电子学院太原030051

基于磁致旋光效应的加速度传感机理,提出了一种双路加速度传感方法。通过设置双路磁光晶体,利用其中一路磁光晶体敏感加速度信号引起的磁致旋光效应,另一路磁光晶体敏感外界的磁、热噪声并作为参考信号,通过对双路信号的同步差分检测,... 详细信息

基于磁致旋光效应的加速度传感机理,提出了一种双路加速度传感方法。通过设置双路磁光晶体,利用其中一路磁光晶体敏感加速度信号引起的磁致旋光效应,另一路磁光晶体敏感外界的磁、热噪声并作为参考信号,通过对双路信号的同步差分检测,以去除外界磁、热噪声对磁光晶体的干扰。实验结果表明,基于磁致旋光效应的双路微光电子机械系统(MOEMS)加速度传感方法的灵敏度为314.3 mV/g,噪声谱密度为■,零偏不稳定性为29.1μg,表现出了较高的传感性能。相较于单路系统,双路差分检测有效去除了外界磁、热噪声的影响,提高了加速度传感的检测精度及应用范围。

关键词：微光电子机械系统(MOEMS) 磁致旋光效应磁光晶体加速度传感双路差分

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加速度传感器的实现与检测

物理实验 2022年第11期42卷 20-26页

作者：刘骅锋杨正严世涛刘金全华中科技大学物理学院湖北武汉430074

传感器实现和检测过程中涉及多种精密测量手段.介绍了加速度传感器的基本原理,包括加速度机械敏感结构、位移-电容转换、调制-解调信号提取、闭环反馈控制等内容,并给出了加速度传感器输入-输出模型和基本测试方法.设计了加速度传感器... 详细信息

传感器实现和检测过程中涉及多种精密测量手段.介绍了加速度传感器的基本原理,包括加速度机械敏感结构、位移-电容转换、调制-解调信号提取、闭环反馈控制等内容,并给出了加速度传感器输入-输出模型和基本测试方法.设计了加速度传感器实验装置,包括加速度传感器组装的零部件、前放电路、用于信号检测的锁相放大器、传感器静态/动态标定仪器及其他辅助设备.加速度传感器的实现与检测结果表明:在开环和闭环工作模式下,对于微弱加速度信号的传感性能均符合实验设计和预期.

关键词：加速度传感锁相放大微弱信号检测反馈控制测试

20～1250Hz光纤激光加速度传感系统设计

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中国光学 2017年第4期10卷 469-476页

作者：顾宏灿黄俊斌程玲杨光毛欣海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033 中国舰船研究院北京100101 海军大连舰艇学院辽宁大连116013

为了实现高灵敏度、宽频响应的光纤型加速度传感器,以光纤激光器作为加速度传感器的传感元件,建立了光纤激光加速度传感系统,并对该系统的传感原理、灵敏度和谐振频率等性能进行了分析和实验。采用竖直式加速度传感器结构,结构中的传感... 详细信息

为了实现高灵敏度、宽频响应的光纤型加速度传感器,以光纤激光器作为加速度传感器的传感元件,建立了光纤激光加速度传感系统,并对该系统的传感原理、灵敏度和谐振频率等性能进行了分析和实验。采用竖直式加速度传感器结构,结构中的传感组件主要由质量块和中空的细钢管组成,光纤激光器受预应力作用后粘接在钢管内部,在加速度作用下,钢管产生的应变引起光纤激光器的应变和折射率发生改变,导致光纤激光器的出射波长随之发生改变,然后使用干涉解调技术检测出波长的动态变化,即可获得波长中包含的加速度振幅和频率信息。实验结果表明,在20~1 250 Hz频段内,竖直式光纤激光加速度传感器的灵敏度约为-126.2 d B[参考值1 rad/(μm/s^2)],频响曲线的波动幅度在±1.9 d B范围内,加速度响应动态范围为77.46~170.26 d B[500 Hz频点,参考值1μm/(s^2·Hz1/2)],加速度分辨率优于0.01 m/s^2。

关键词：光纤激光器加速度传感竖直式结构干涉解调

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基于弹性管的光纤布拉格光栅加速度传感研究

光电子．激光 2012年第7期23卷 1227-1232页

作者：刘钦朋乔学光赵建林贾振安傅海威高宏陕西省光信息技术重点实验室西北工业大学陕西西安710072 西北大学陕西西安710069 西安石油大学陕西西安710065

为实现光纤光栅加速度测量,提出了一种基于弹性管的两点式封装光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器。首先理论分析了其传感原理,并建立了其响应灵敏度的解析表达式,通过引入加速度理想灵敏度的概念,讨论了此类型加速度灵敏度的频率响应;其... 详细信息

为实现光纤光栅加速度测量,提出了一种基于弹性管的两点式封装光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器。首先理论分析了其传感原理,并建立了其响应灵敏度的解析表达式,通过引入加速度理想灵敏度的概念,讨论了此类型加速度灵敏度的频率响应;其次,基于该模型设计了FBG加速度计,实验研究了加速度的幅频响应特性、谐振频率和加速度的线性响应。结果表明:在小于共振频率的低频段具有较好的平坦区,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%,加速度响应灵敏度为63.0pm/G。实验值与理论值的相对误差为0.98%,实验与理论吻合的较好。

关键词：光纤光学光纤布拉格光栅加速度传感两点封装

基于加速度传感的三维光纤矢量水听器实验研究

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压电与声光 2005年第5期27卷 483-485,489页

作者：熊水东罗洪胡永明孟洲倪明国防科技大学理学院光电工程系湖南长沙410073

研制了全光湿端的基于加速度传感的三维光纤矢量水听器,介绍了它的基本结构,测试了加速度灵敏度响应,在水声一级计量站标定了指向性和声压灵敏度,进行了海上试验。实验结果表明,该光纤矢量水听器具有很高的灵敏度、较好的空间指向性和... 详细信息

研制了全光湿端的基于加速度传感的三维光纤矢量水听器,介绍了它的基本结构,测试了加速度灵敏度响应,在水声一级计量站标定了指向性和声压灵敏度,进行了海上试验。实验结果表明,该光纤矢量水听器具有很高的灵敏度、较好的空间指向性和良好的低频响应,并有了初步的海上实用性能。

关键词：矢量水听器加速度传感光纤传感器

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基于单膜片FBG的加速度传感器优化设计

光电子．激光 2015年第1期26卷 15-19页

作者：刘钦朋乔学光贾振安傅海威禹大宽高宏西安石油大学理学院光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065

提出了一种基于单膜片全粘封装的光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感模型。首先,理论分析了其传感原理,并优化了最佳加速度灵敏度,深入分析和讨论了该模型的加速度灵敏度的频率响应。然后,基于该模型设计了FBG加速度传感器,实验研究了加速... 详细信息

提出了一种基于单膜片全粘封装的光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感模型。首先,理论分析了其传感原理,并优化了最佳加速度灵敏度,深入分析和讨论了该模型的加速度灵敏度的频率响应。然后,基于该模型设计了FBG加速度传感器,实验研究了加速度的幅频响应特性、谐振频率和加速度的线性响应。结果表明:在小于共振频率的低频段具有较好的平坦区,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%,加速度响应灵敏度为36.6pm/G,实验值与理论值得的相对误差为3.68%;实验研究了传感器的横向抗干扰能力,交叉灵敏度小于1.3%,表明基于该模型的FBG加速度传感器具有较好的响应特性。

关键词：光纤光学光纤布拉格光栅(FBG) 加速度传感灵敏度膜片

柔性-微环光波导耦合结构的集成光学加速度传感器

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传感技术学报 2009年第3期22卷 337-339页

作者：齐振恒张彤张晓阳胡德文国防科技大学机电工程与自动化学院长沙410073 东南大学电子科学与工程学院南京210096

给出了一种利用柔性-微环光波导耦合结构的集成光学加速度传感器,通过聚合物材料设计的柔性光波导,在外力作用下产生形变,该形变改变了柔性光波导与微环光波导的层间距,从而改变波导耦合器的耦合比,使得微环光波导谐振腔输出谱特性发生... 详细信息

给出了一种利用柔性-微环光波导耦合结构的集成光学加速度传感器,通过聚合物材料设计的柔性光波导,在外力作用下产生形变,该形变改变了柔性光波导与微环光波导的层间距,从而改变波导耦合器的耦合比,使得微环光波导谐振腔输出谱特性发生相应改变,继而有效地实现了加速度的传感。本文给出了这种新型的设计,推导了其检测原理并同时分析了其灵敏度的影响因素。

关键词：微环光波导柔性光波导耦合比加速度传感光学谐振腔

FBG加速度传感系统随机误差模型及实验研究

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光电子．激光 2016年第5期27卷 468-472页

作者：刘钦朋惠君尧乔学光贾振安傅海威禹大宽高宏西安石油大学理学院光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065

为了实现光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感系统的精确测量,提出并建立一种FBG加速度传感系统随机误差理论模型,并实验研究了系统的误差源。首先,分析FBG加速度传感系统的构成,包括传感器的封装设计、传感光源以FBG解调技术;进而研究系统... 详细信息

为了实现光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感系统的精确测量,提出并建立一种FBG加速度传感系统随机误差理论模型,并实验研究了系统的误差源。首先,分析FBG加速度传感系统的构成,包括传感器的封装设计、传感光源以FBG解调技术;进而研究系统的噪声源及其特性,建立FBG加速度传感系统的随机误差理论模型,并分析FBG加速度传感系统的主要噪声系数;基于随机误差理论模型,实验研究FBG加速度传感系统随机误差的方差识别,通过时域零输入的输出数据量化研究加速度传感系统的量化噪声系数、零偏不稳定系数、速度随机游走系数、加速度斜坡系数和加速度随机游走系数,对FBG加速度传感系统的综合性能进行评价。本文的理论模型和识别方法可为FBG加速度传感技术的改进和提高提供了定量客观的参考。

关键词：光纤布拉格光栅(FBG) 加速度传感随机误差模型实验识别

基于窄频分布反馈激光器和光纤光栅的加速度传感器

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光子学报 2009年第8期38卷 1906-1909页

作者：霍佃恒常军刘统玉马良柱刘小会山东省科学院激光研究所济南250014 山东大学信息科学与工程学院济南250100

提出了一种用窄频分布反馈半导体激光器作为光源,光纤光栅作为传感元件的振动传感系统.给出了这个系统的工作原理和系统组成,设计了光纤光栅传感器的悬臂梁增敏封装形式.通过实验测量得到了频率响应曲线和加速度响应曲线,结果表明悬臂... 详细信息

提出了一种用窄频分布反馈半导体激光器作为光源,光纤光栅作为传感元件的振动传感系统.给出了这个系统的工作原理和系统组成,设计了光纤光栅传感器的悬臂梁增敏封装形式.通过实验测量得到了频率响应曲线和加速度响应曲线,结果表明悬臂梁一端悬挂的质量块的质量越大,灵敏度越高,但共振频率也相应降低.同时讨论了不同黏度的硅油对共振的抑制效果以及系统灵敏度与分布反馈激光器输出波长的关系.

关键词：分布反馈激光器光纤光栅加速度传感光纤传感