基于LabVIEW的光纖布拉格光柵動(dòng)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(cè)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
實(shí)驗(yàn)利用四邊簡(jiǎn)支(長(zhǎng)×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(shí)，其反射中心波長(zhǎng)為1 536．529 nm。在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)改變激振器的振動(dòng)頻率和幅值來(lái)激發(fā)板結(jié)構(gòu)做周期振動(dòng)。利用LabVIEW軟件顯示實(shí)驗(yàn)中信號(hào)的變化，數(shù)據(jù)采集和處理部分實(shí)現(xiàn)觀察輸出信號(hào)波形和信號(hào)的頻譜特性。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/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(shí)的時(shí)域波形圖和經(jīng)過(guò)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(shí)所采集的信號(hào)及分析圖，圖4(b)是功放輸出電壓為4 V時(shí)采集的信號(hào)及分析圖。通過(guò)兩幅圖的對(duì)比顯示，當(dāng)激振幅度增大，采集到的信號(hào)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(jiàn)，利用長(zhǎng)周期光柵的線性濾波準(zhǔn)確測(cè)量試件的振動(dòng)幅度。
圖5為系統(tǒng)采集到的電壓信號(hào)時(shí)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(lì)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(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)的響應(yīng)帶寬約為3 kHz，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，在2 500 Hz的激勵(lì)頻率下，對(duì)試件施加激勵(lì)，并對(duì)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(cè)電路的反應(yīng)速度可以改善這個(gè)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(yǔ)
基于LabVIEW的光纖布喇格光柵動(dòng)態(tài)解調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光纖布拉格光柵的動(dòng)態(tài)解調(diào)。此方案相對(duì)于其他解調(diào)辦法，較容易實(shí)現(xiàn)。本文采用該系統(tǒng)對(duì)2．5 kHz以下的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，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(lì)信號(hào)，很好的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)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?zèng)_擊，振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)。
評(píng)論