基于LabVIEW的光纖布拉格光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)
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4 模擬機(jī)翼蒙皮結(jié)構(gòu)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
實(shí)驗(yàn)利用四邊簡支(長×寬×厚=1 500 mm×250 mm×2 mm)，彈性模量E=68 GPa試件，模擬飛機(jī)蒙皮結(jié)構(gòu)。在試件的中間位置粘貼一根光纖布拉格光柵，在室溫20℃時，其反射中心波長為1 536．529 nm。在實(shí)驗(yàn)過程中，將HEV-02的激振器產(chǎn)生的垂直周期力加載到試件上，通過改變激振器的振動頻率和幅值來激發(fā)板結(jié)構(gòu)做周期振動。利用LabVIEW軟件顯示實(shí)驗(yàn)中信號的變化，數(shù)據(jù)采集和處理部分實(shí)現(xiàn)觀察輸出信號波形和信號的頻譜特性。本文引用地址：http://2s4d.com/article/159574.htm
圖4(a)，(b)所示都是在試件上加載30 Hz垂直周期力時的時域波形圖和經(jīng)過快速傅里葉變換的頻譜分析圖，所不同的是圖4(a)是功放輸出電壓為2 V時所采集的信號及分析圖，圖4(b)是功放輸出電壓為4 V時采集的信號及分析圖。通過兩幅圖的對比顯示，當(dāng)激振幅度增大，采集到的信號幅值也大，幅頻圖上相應(yīng)的諧波分量也隨之增大。由此可見，利用長周期光柵的線性濾波準(zhǔn)確測量試件的振動幅度。
圖5為系統(tǒng)采集到的電壓信號時域波形圖以及由FFT得到的頻譜分析圖。研究中選取頻率為2 500 Hz激振器激勵下的響應(yīng)圖。實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)頻率為50 kHz，從頻譜圖中看出激振產(chǎn)生的能量集中頻段與施加載荷的頻率吻合。
本系統(tǒng)帶通濾波器設(shè)置為200 Hz～3 kHz，對動態(tài)信號的響應(yīng)帶寬約為3 kHz，系統(tǒng)進(jìn)行自動跟蹤，在2 500 Hz的激勵頻率下，對試件施加激勵，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，結(jié)果證明系統(tǒng)有較好的響應(yīng)速度，改變光電探測電路的反應(yīng)速度可以改善這個指標(biāo)。在200 Hz～5 kHz帶寬內(nèi)，電路輸出的本底噪聲為100 mV，其分辨率為
。
5 結(jié)語
基于LabVIEW的光纖布喇格光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光纖布拉格光柵的動態(tài)解調(diào)。此方案相對于其他解調(diào)辦法，較容易實(shí)現(xiàn)。本文采用該系統(tǒng)對2．5 kHz以下的振動信號進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果表明系統(tǒng)在解調(diào)范圍內(nèi)能較好地恢復(fù)出施加的激勵信號，很好的實(shí)現(xiàn)動態(tài)波長的解調(diào)，達(dá)到較高的信噪比和可靠性，并且抗電磁干擾能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)低速沖擊，振動信號的實(shí)時、在線監(jiān)測。
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