光纤Bragg光栅振动传感器数据高速采集和处理系统设计

摘要

该文对振动的测试技术和数据采集技术做了较深入的分析,并且在虚拟仪器的框架下,实现了整个光纤Bragg光栅振动测试系统.首先,分析光纤Bragg光栅的传感原理,并根据此原理和测试理论的结合给出了光纤Bragg光栅振动传感器的模型,把外界的振动信号转换成高梢度的光波长信号.然后比较了现有的光信号解调技术和解调方法,给出了该文中的波长微位移检测方法.在阐述虚拟仪器概念后,该文对虚拟仪器的关键部分也就是数据采集技术做了较深入的研究,分析现有的各类数据采集卡的工作原理,并结合实际的需要,选择了合适的数据采集卡,搭建好测试的硬件环境并选定了软件设计方案.针对高速人容挝数据采集,采用了双缓冲技术解决Windows操作系统下难以申请到人容量连续内存的问题,实现了数据的连续采集功能.详细的阐述了软件重用理论,并根据此理论,初步对数据采集功能模块的封装进行了尝试,使之具有很好的通用性和可移植性.最后,在Windows环境下实现了光纤Bragg光栅振动测试软件系统,实现三个模式下的数据采集:循环采集、单次采集、限时采集;数据的实时图形显示;数据的在线存储.经过运行与测试,效果良好,达到了预期的要求.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1振动测试的意义和测试技术的发展动态

1.2课题的背景和目标

1.2.1现有振动测试系统

1.2.2课题目标

1.3论文的组织结构

第二章光纤BRAGG光栅振动测试的原理和设计

2.1光纤传感器及BRAGG光栅传感原理

2.2光纤BRAGG光栅振动传感器的设计

2.3光纤BRAGG光栅测试仪动态解调技术

2.3.1光谱分析法

2.3.2调谐光纤F-P滤波法

2.3.3采用的动态解调技术及分析

第三章基于虚拟仪器框架的测试系统设计

3.1虚拟仪器的提出和应用

3.2虚拟仪器的结构和实现

3.2.1虚拟仪器测试系统的构成框图

3.2.2虚拟仪器的实现

3.3数据采集技术

3.3.1数据采集系统的典型结构

3.3.2采集控制方式

3.3.3采样频率的选取

3.3.4采样方式的讨论

3.4数据采集卡

3.4.1工作原理

3.4.2采集卡驱动程序

3.4.3数据采集卡的选取

3.4.4双缓冲技术

第四章软件系统的设计和具体功能的实现

4.1系统设计方法

4.1.1软件结构设计

4.1.2模块结构的划分

4.1.3面向对象方法及应用

4.2系统应用技术

4.2.1消息机制

4.2.2多线程技术

4.2.3 DLL技术

4.3系统重用设计

4.3.1软件重用的意义和形式

4.3.2软件重用方法

4.3.3软构件技术

4.3.4系统重用分析

4.4系统功能实现

4.4.1数据采集功能的实现

4.4.2实时显示功能的实现

4.4.3在线存储功能的实现

4.4.4系统功能测试

第五章总结与展望

参考文献

致谢