摘要：提出了基于两种光纤传感技术的压电陶瓷特性研究，一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的方法，通过调整在压电陶瓷上电压，光纤光栅的周期发生变化，从而使得反射光信号的波长发生变化，再通过对信号进行解调, 从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系；另一种搭建M-Z干涉应变测量实验系统，采集驱动电压与干涉条纹移动的数据，讨论相位变化和驱动电压的关系。压电陶瓷缠绕3圈、5圈、7圈的压电陶瓷相位移动的变化量与驱动电压的比值分别为0.1316 πrad/V、0.1641 πrad/V 、0.3445 πrad/V，可以看出随着缠绕的圈数增多，斜率在增加，也就是灵敏度在提高。同时实验表明M-Z干涉仪较光纤光栅传感器更适用于测量管状压电陶瓷的特性。35559
毕业论文关键词: 光纤光栅；压电陶瓷 ；干涉解调；M-Z干涉
Research of the piezoceramics properties based on two kinds of optical fiber sensing technology
Abstract：Put forward Based on research of the piezoelectric properties of the two kinds of optical fiber sensing technology , A piezoelectric properties were studied with optical fiber grating sensor method，By adjusting the voltage on the piezoelectric ceramics, fiber Bragg grating cycle changes，So as to make the change the wavelength of reflected light signal, and then through the signal demodulation, thus obtain displacement of piezoelectric ceramic and the relationship between the applied voltage system,obtained the driving voltage and interference fringes move data, discussed the relationship between the phase change and the driving voltage. Piezoelectric ceramic winding circle of 3, 5, and 7 times of the variation of phase shift of piezoelectric ceramic and driving voltage ratio were 0.1316 πrad/V、0.1641 πrad/V 、0.3445 πrad/V, It can be seen as the increase in the number of turns around, the slope on the rise, namely sensitivity in improving, Because of the fiber Bragg sensor can't detect the strain of piezoelectric ceramics, and M - T interferometer detect the strain situation of piezoelectric ceramic, so it can also explain the M - T interferometer is higher sensitivity of optical than the fiber grating sensor.
Key words: fiber grating；piezoelectric ceramics；interference demodulation，M-Z interference
目录
1 绪论    1
1.1 课题的目的和意义    1
1.2 国内外研究现状与发展趋势    1
2 压电陶瓷工作原理和特性分析    3
2. 1压电陶瓷工作原理    3
2. 2压电陶瓷基本特性    4
2. 2. 1位移特性    4
2. 2.2 温度特性    7
2. 2. 3迟滞特性    7
3 光纤光栅的概述    8
3. 1 光纤光栅工作的原理    8
3. 3光纤光栅传感器测量特点    9
3. 6光纤光栅传感器的信号解调技术    9
3．6．1直接法    10
3．6．2滤波法    10
3．6．3干涉法    12
3．6．4可调窄带光源法    13
3．6．5色散法    14
4 M-Z 干涉的光纤传感器的理论分析    15
4. 1光的干涉原理和干涉条件    15
4. 2 M-Z干涉仪工作原理    16
5 实验数据记录与分析    18
5.1 光纤光栅传感器测量压电陶瓷    18
5.1实验系统实物图    19
5.2  M-T干涉仪测量压电陶瓷    19
6  结论    24
致谢    25
参考文献    26
1 绪论
1.1    课题的目的和意义
    目的：本课题进一步了解光纤传感原理及利用所学理论与技术搭建两种光纤传感实验系统并用于压电陶瓷特性研究，以及对两种系统进行对比研究。通过本课题的开展不仅可以对光纤知识及光纤传感原理有更加深入的了解，而且可以体验科学研究的全过程，从而培养综合运用本专业所学理论与技术进行独立分析问题与解决问题的能力。 基于两种光纤传感技术的压电陶瓷特性研究:http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_33567.html