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《光纖法珀壓力傳感器信號質(zhì)量及穩(wěn)定性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、光纖法珀壓力傳感器信號質(zhì)量及穩(wěn)定性研究ResearchonsignalqualifyandstabilityofOpticalFiberFabry-PerotPressureSensor學(xué)科專業(yè)：光學(xué)工程作者姓名：鄒盛亮指導(dǎo)教師：江俊峰教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一五年十二月摘要光纖法珀壓力傳感器目前在航天航空、石油化工、能源和建筑等軍事和工業(yè)民用領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。結(jié)合光纖技術(shù)和MEMS技術(shù)的光纖法珀壓力傳感器具有體積小、抗電磁干擾能力強、防腐蝕、靈敏度高、適應(yīng)惡劣環(huán)境能力強、一致性好及大批量生
2、產(chǎn)等優(yōu)勢，可滿足惡劣環(huán)境下對傳感器的測量精度和穩(wěn)定性的要求，受到廣泛關(guān)注和研究。針對高精度高穩(wěn)定的壓力傳感要求，本文開展了光纖法珀壓力傳感器的信號質(zhì)量及穩(wěn)定性研究。本文的具體研究內(nèi)容包括：1、研究了光纖法珀壓力傳感頭光束傳輸模型，分析了干涉條紋強度及對比度與反射率及傳感頭厚度的關(guān)系，實現(xiàn)傳感器最優(yōu)信號質(zhì)量；研究了傳感器膜片形變的彈性力學(xué)特性模型，分析了傳感頭尺寸參數(shù)對硅膜片形變的影響；分析和介紹了光纖法珀壓力傳感器的傳感頭芯片鍵合機理和鍵合工藝流程。2、研究了光纖法珀壓力傳感器信號質(zhì)量評價指標，進行了信噪比對光纖
3、法珀壓力傳感解調(diào)干涉級次跳變及絕對相位影響的理論分析，搭建了光纖法珀壓力傳感解調(diào)實驗測試系統(tǒng)，并進行了不同信噪比下壓力解調(diào)結(jié)果影響的實驗研究，分析了不同信噪比下壓力解調(diào)精度影響，實驗結(jié)果與理論分析基本一致。3、進行了光纖法珀壓力傳感器穩(wěn)定性影響機理及老化方法研究。分析了傳感器殘余氣壓及熱應(yīng)力對膜片形變的影響，進行了光纖法珀壓力傳感器溫度老化、壓力老化和復(fù)合老化方法及效果研究，實驗探討了老化處理對光纖法珀壓力傳感器穩(wěn)定性的影響，為實現(xiàn)高精度高穩(wěn)定光纖法珀壓力傳感打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：光纖法珀傳感，MEMS，陽極鍵合，信
4、噪比，壓力解調(diào)，穩(wěn)定性ABSTRACTOpticalfiberFabry-Perot(F-P)sensorhasbeenwidelyusedinaerospace,petrochemical,energyandconstructionoflilitaryandindustrialfieldsatpresent.OpticalfiberF-PsensorcombiningopticalfibertechnologyandMicro-electroMechanicalSystems(MEMS)technologyca
5、nmeettherequirementsofmeasurementaccuracyandstabilityofsensorinharshenvironments,duetotheadvantagesofsmallsize,anti-electromagneticinterferenceabilityofoutstanding,corrosionresisting,highsensitivity,adaptabilityinharshenvironments,goodconsistencyandbatchprodu
6、ctionandsoon.OpticalfiberF-Psensornowreceivesabroadattentionandresearch.Forhighaccuracyandhighstabilityofpressuresensingrequirements,thepapercarriedouttheresearchonsignalqualityandstabilityofopticalfiberF-Psensor.Inthepaper,specificresearchcontentsinclude:1、B
7、eamtransmissionmodelofsensorheadchipofopticalfiberF-Psensorwasresearched,toanalysistherelationsbetweeninterferencefringeintensity&contrastandthethicknessofsensorhead&reflectivity,toachieveoptimumsensorsignalquality.Elastic-opticmechanicalpropertiesmodelofsens
8、ordiaphgramdeformationwasestablished.Theinfluenceofsizeparametersofsensorheadchiponsilicondiaphragmdeformationwasanalyzed.BondingmechanismandbondingprocessofsensorheadchipofopticalfiberF-
