基于PZT压电陶瓷的光纤光栅传感器信号解调方法有哪些

光纤光栅传感器信号解调技术，包括直接法、滤波法、干涉法、色散法等。

光谱仪常被用来直接监测FBG波长的漂移，但因其体积非常大，不易携带，价格昂贵等缺点，因此一般仅用于实验室使用。

下面介绍几种基于PZT压电陶瓷的光纤光栅传感器信号解调方法。

基于PZT的可调F－P滤波器

光波经隔离、耦合后输入光纤光栅，被FBG反射的光经耦合器耦合至可调F－P滤波器。当外界物理量，如应力、温度等，发生变化时，FBG中心波长也随之变化。经过混频、滤波、积分等得到误差电压，对于标定好的F－P腔，可根据误差电压得到波长变化信息，从而得到被测量。其中，PZT压电陶瓷用于F－P腔的调节。

基于PZT的可调匹配光栅滤波器

可调匹配光栅滤波法中引入一个与传感光栅呈匹配关系的参考光栅，两个光栅的参数完全相同，其中参考光栅紧贴在PZT压电陶瓷上。当应力、温度等被测物理量发生变化时，引起传感光纤光栅与参考光纤光栅的反射波长失配，通过伺服系统输出控制电压驱动PZT，使传感光纤光栅与参考光纤光栅重新匹配。这样根据伺服系统输出的电压值即解调出波长信息，从而得到温度、应力等被测量的变化。

该方法的特点是结构简单、信噪比高，可达到较高的分辨率，单光栅测量时可达到με级。

基于PZT的干涉法

用非平衡M－Z光纤干涉仪作波长鉴别器，对发生波长漂移的光纤光栅传感信号进行解调。光波经FBG传感器反射后被耦合进入非平衡M－Z干涉仪，其中一臂缠绕在受反馈控制信号驱动的PZT压电陶瓷上，从而压电陶瓷的微位移改变两臂间的光程差，干涉仪输出的信号经探测器转换后进入相位计，通过检测非平衡M－Z干涉仪输出光波相位的变化，即可解调出FBG反射波长的变化。温度及应变的变化都会使FBG反射波长发生漂移。

该方法非常适于动态测量。

审核编辑 黄昊宇