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本文研究了一種基于自聚焦(GRIN)透鏡的微型光纖加速度計系統。它是-It光
強調制型光纖傳感器，具有結構簡單、靈敏度高、抗電磁干擾、傳輸頻帶寬等特點。
在本系統中設計了脈沖數字式再平衡回路，使得該微型光纖加速度傳感器和一般的光
纖傳感器相比，又具有動、靜態性能較好，精度、穩定性較高等優點。
在文巾，首先介紹了光線在階躍型光纖和梯度折射型光纖中的傳播路徑，以及在
一端鍍有反射膜的l／4波節長度的GRIN透鏡中的成像規律，并推導了光功率耦合函
數。通過分析微位移與光功率的關系，以及加速度與微位移的關系，建立了加速度與
光功率的關系。然后，從控制理論的角度對整個數字式光纖加速度計系統進行了分析，
著重研究了系統中各部分的傳遞函數，指出了包括分辨率、標度因數、采樣約束和精
度等在內的一般問題，同時設計了系統的校正網絡，并指出在實際電路中應該注意的
問題。最后，介紹了數字式加速度計的參考電路設計，其中重點介紹了數字式再平衡
回路的設計，包括脈寬調制、恒流源、極性開關等電路的設計。在本方案中，為盡可
能地提高檢測效果，我們對光源進行了調制，以達到抗噪聲的目的；在前置放大部分，
采用組合差動放大電路進行電流電壓的轉換，這種電路具有高增益、高精度、低輸入
阻抗和抗干擾能力強等優點：為提高精度，相干檢測和鎖相跟蹤技術被應用到系統中
來；設計脈寬調制電路時，擯棄了以往的分立元件實現脈寬調制的方法，采用SG3525
集成PWM控制器，簡化了設計過程，大幅度減少了元器件數量和連接焊點，使整個系
統性能更好、更容易集成。
本傳感器通過改造，適當選擇換能機構的設計，不僅可以測量微位移，而且還可
以應用于壓力測量、液體流量測量以及振動等物理量的測量，具有廣泛應用前景。
強調制型光纖傳感器，具有結構簡單、靈敏度高、抗電磁干擾、傳輸頻帶寬等特點。
在本系統中設計了脈沖數字式再平衡回路，使得該微型光纖加速度傳感器和一般的光
纖傳感器相比，又具有動、靜態性能較好，精度、穩定性較高等優點。
在文巾，首先介紹了光線在階躍型光纖和梯度折射型光纖中的傳播路徑，以及在
一端鍍有反射膜的l／4波節長度的GRIN透鏡中的成像規律，并推導了光功率耦合函
數。通過分析微位移與光功率的關系，以及加速度與微位移的關系，建立了加速度與
光功率的關系。然后，從控制理論的角度對整個數字式光纖加速度計系統進行了分析，
著重研究了系統中各部分的傳遞函數，指出了包括分辨率、標度因數、采樣約束和精
度等在內的一般問題，同時設計了系統的校正網絡，并指出在實際電路中應該注意的
問題。最后，介紹了數字式加速度計的參考電路設計，其中重點介紹了數字式再平衡
回路的設計，包括脈寬調制、恒流源、極性開關等電路的設計。在本方案中，為盡可
能地提高檢測效果，我們對光源進行了調制，以達到抗噪聲的目的；在前置放大部分，
采用組合差動放大電路進行電流電壓的轉換，這種電路具有高增益、高精度、低輸入
阻抗和抗干擾能力強等優點：為提高精度，相干檢測和鎖相跟蹤技術被應用到系統中
來；設計脈寬調制電路時，擯棄了以往的分立元件實現脈寬調制的方法，采用SG3525
集成PWM控制器，簡化了設計過程，大幅度減少了元器件數量和連接焊點，使整個系
統性能更好、更容易集成。
本傳感器通過改造，適當選擇換能機構的設計，不僅可以測量微位移，而且還可
以應用于壓力測量、液體流量測量以及振動等物理量的測量，具有廣泛應用前景。
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