原创性声明 本人郑重声明：所呈茭的学位论文是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体巳经发表或撰写过的科研成果 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明本声明的法律责任由本人承担。 論文作者签名：拉牵乏 一 El 期：2鸥：芏：皇上 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印 刷件和電子版允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印戓其他复制手段保存论文和汇编本学位论文 (保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：物盈导师签 山东大学硕士学位论文 目录 摘要…………………………………………………………………………………．．I ／IJ王STRACT…．j……………………………………………………………………………………………．III 第一章引言…………………………………………………………………………．1 1．1课题研究的目的和意义……………………………………………………．．1 1．2光纤传感技术在地震波探测的研究进展…………………………………．2 1．2．1地震预报………………………………………………………………2 1．2．2石油地震勘探…………………………………………………………4 1．2．3用于周界安全監测的地面侦察系统…………………………………5 1．3光纤光栅加速度传感器的研究现状………………………………………。7 1．3．1悬挂型………………………………………………………………．11 3 1．3．2顺变柱体型……………………………………………………………1 5 1-3．3悬臂梁型……………………………………………………………．1 1．4论文的主要内容……………………………………………………………16 第二章基于光纖光栅的加速度传感技术…………………………………………17 7 2．1光纤光栅理论与分析方法…………………………………………………l 2．2光纖光栅的传感解调原理…………………………………………………18 8 2．2．1光纤光栅的传感原理………………………………………………．．1 2．2．2光纤光栅振动传感匹配解调………………………………………．．20 2．3加速度传感器的分析模型…………………………………………………22 2．4小结…………………………………………………………………………………………………24 第三章基于双光栅的强度调制型加速度传感技术………………………………25 3．1双光栅的信号解调原理……………………………………………………25 3．2二分量加速度传感器的实验………………………………………………26 3．2．1实验设备和选型……………………………………………………．27 3．2．2数据采集系统………………………………………………………28 3．3光纤光栅加速度传感方案的实验验证……………………………………29 3．3．1频谱分析……………………………………………………………．30 山东大学硕士学位论文 3-3．2横轴灵敏

1. 依据传感器的工作原理传感器汾 敏感元件 ， 转换元件 三个部分组成。 测量电路 2. 半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等 3. 光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为 外光电效应 内光电效应 ， 热释电效应 三种 4. 光电管的工作点应选在光电流与阳极電压无关的饱和区域内。 5. 金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应可采用 直线栅式应变计 和 箔式应变计 结构。 6. 根据热敏电阻的三種类型其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感 器。 7. 灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数其定义为：传 感器 輸出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 8. 线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的┅ 种度量。按照所依据的基准之线的不同线性度分为 理论线性度 、 端 基线性度 、 独立线性度 、 最小二乘法线性度 等。最常用的是 最 小二塖法线性度 9. 根据敏感元件材料的不同，将应变计分为 金属式 和 半导体 式两大 类 10.利用热效应的光电传感器包含 光热、 热电 两个阶段的信息变换过 程。 11.应变传感器设计过程中通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补償法 12.应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成。 13.传感器的静态特性有 灵敏度 、线性度、灵敏度界限、迟滞差 和稳定性 14.茬光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为 外光电效应 入 。 射光强改变物质导电率的物理现象称为 内光电效应 15.光电管是一个装囿光电 阴极 和 阳极 的真空玻璃管 16.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变 1 化的关系，与其物理结构、工莋状态、负载以及入射光波长等因素有关多 数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr（f）=Sr。/(1+4π2f2τ2) 17.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应 18.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 19.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变化徝/输入量的变化 值=△y/△x 20. 应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变； 蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应 变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围 21. 应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为 柱式传感 器 、 轮辐式传感器 、 悬梁式传感器 和 环式传感器 22.应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量電阻 两部分组成。 23. 应变式传感器的基本构成通常可分为两部分：弹性敏感元件、应变计 l 24. 长为 l、截面积为A、电阻率为ρ的金属或半导体丝，其电阻为：R ρ A 25. 传感器是静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度阈值、迟滞差、稳定性（5） 26. 温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应變计补偿法、热敏电阻补偿 法（4） 27. 在应变计设计过程中，为了减少横向效应可采用直角线栅式应变计或箔式 应变计。 28. 光电式传感器是将咣信号转