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案例 8 功率放大器在光纤光栅传感复合检测研究中的应用
实验名称:功率放大器在光纤光栅传感复合检测研究中的应用
研究方向:光栅传感复合检测
实验内容: 侧重研究两个激励源信号的频率、相位、幅值、位置等因素对FBG响应特性的影响,
为后续损伤定位提供参数基础。
测试设备: 信号发生器,ATA-2041功率放大器,可调谐激光光源,示波器,光电探测器
实验过程:搭建多源激励检测系统:基于各向同性板结构的多源激励-光纤光栅传感的检测系统方
案如图所示,主要包括激励部分和 FBG 解调部分。激励部分有信号发生器、高压放大器
(ATA-2041) ,FBG解调部分主要包括宽带耦合器、可调激光光源、光电探测器、示波器。信号发
生器通道一信号直接施加在压电片上,利用高压放大器将其放大,通道二信号经信号放大器后施加
给压电片,利用逆压电效应,在板结构中产生应变波,由FBG传感器接收响应,经解调后由光电探
测器转变成电信号,显示于示波器。
测试结果:
(1)激励尺寸参数
在元件厚度、激励幅度参数相同情况下,直径越大,响应幅度越大,因此要得到较大的响应幅度,
可适当选择直径大一些的尺寸。
不同尺寸下的激励效果
(2)在相同激发条件下,对比在不同位置的FBG传感响应效果,如图所示,由于激励A沿着#1FBG
轴线方向,图a 中代表激励A作用下的黑色曲线响应较大。同理,由于激励C沿着#2FBG轴线方向,
图b 中代表激励C作用下的红色曲线响应较大。可见,不论#1FBG还是#2FBG,正对着激励元件的
检测位置,响应效果更好。
不同位置的FBG响应曲线
功率放大器在该实验中发挥的效能:电压放大,激励压电片
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