基于LabVIEW的光纤布拉格光栅动态解调系统
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4 模拟机翼蒙皮结构监测实验及结果分析
实验利用四边简支(长×宽×厚=1 500 mm×250 mm×2 mm)，弹性模量E=68 GPa试件，模拟飞机蒙皮结构。在试件的中间位置粘贴一根光纤布拉格光栅，在室温20℃时，其反射中心波长为1 536．529 nm。在实验过程中，将HEV-02的激振器产生的垂直周期力加载到试件上，通过改变激振器的振动频率和幅值来激发板结构做周期振动。利用LabVIEW软件显示实验中信号的变化，数据采集和处理部分实现观察输出信号波形和信号的频谱特性。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/159574.htm
图4(a)，(b)所示都是在试件上加载30 Hz垂直周期力时的时域波形图和经过快速傅里叶变换的频谱分析图，所不同的是图4(a)是功放输出电压为2 V时所采集的信号及分析图，图4(b)是功放输出电压为4 V时采集的信号及分析图。通过两幅图的对比显示，当激振幅度增大，采集到的信号幅值也大，幅频图上相应的谐波分量也随之增大。由此可见，利用长周期光栅的线性滤波准确测量试件的振动幅度。
图5为系统采集到的电压信号时域波形图以及由FFT得到的频谱分析图。研究中选取频率为2 500 Hz激振器激励下的响应图。实验中，系统采集数据频率为50 kHz，从频谱图中看出激振产生的能量集中频段与施加载荷的频率吻合。
本系统带通滤波器设置为200 Hz～3 kHz，对动态信号的响应带宽约为3 kHz，系统进行自动跟踪，在2 500 Hz的激励频率下，对试件施加激励，并对采集到的数据进行频谱分析，结果证明系统有较好的响应速度，改变光电探测电路的反应速度可以改善这个指标。在200 Hz～5 kHz带宽内，电路输出的本底噪声为100 mV，其分辨率为
。
5 结语
基于LabVIEW的光纤布喇格光栅动态解调系统实现了光纤布拉格光栅的动态解调。此方案相对于其他解调办法，较容易实现。本文采用该系统对2．5 kHz以下的振动信号进行监测，结果表明系统在解调范围内能较好地恢复出施加的激励信号，很好的实现动态波长的解调，达到较高的信噪比和可靠性，并且抗电磁干扰能力强，可以实现低速冲击，振动信号的实时、在线监测。
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