本發(fā)明涉及傳感技術(shù)，特別是光纖傳感系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的測(cè)位移方法采用機(jī)械接觸的方式進(jìn)行測(cè)量，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)需求為新型、快速、柔性好，能進(jìn)行非破壞性的質(zhì)量檢測(cè)測(cè)量，最好是進(jìn)行位移檢測(cè)時(shí)，具備可撓曲、抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高的位移測(cè)量方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供光纖傳感系統(tǒng)，解決位移測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

光纖傳感系統(tǒng)，包括光纖傳感器、第一光檢測(cè)模塊、第一前置放大模塊、第一濾波模塊、第一有效值轉(zhuǎn)換模塊、第一采樣保持模塊、第二光檢測(cè)模塊、第二前置放大模塊、第二濾波模塊、第二有效值轉(zhuǎn)換模塊、第二采樣保持模塊、開關(guān)模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊以及控制器模塊；所述光纖傳感器感測(cè)外部待測(cè)物的光，所述光纖傳感器的一路輸出端與第一光檢測(cè)模塊的輸入端相連；所述第一光檢測(cè)模塊的輸出端與第一前置放大模塊的輸入端相連；所述第一前置放大模塊的輸出端與第一濾波模塊的輸入端相連；所述第一濾波模塊的輸出端與第一有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；所述第一有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第一采樣保持電路的輸入端相連；所述第一采樣保持電路的輸出端與開關(guān)模塊的一路輸入端相連；所述光纖傳感器的另一路輸出端與第二光檢測(cè)模塊的輸入端相連；所述第二光檢測(cè)模塊的輸出端與第二前置放大模塊的輸入端相連；所述第二前置放大模塊的輸出端與第二濾波模塊的輸入端相連；所述第二濾波模塊的輸出端與第二有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；所述第二有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第二采樣保持電路的輸入端相連；所述第二采樣保持電路的輸出端與開關(guān)模塊的另一路輸入端相連；所述開關(guān)模塊的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；所述AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與控制器模塊相連。

進(jìn)一步地，所述外部待測(cè)物的光由光控電路控制激光管發(fā)出。

進(jìn)一步地，所述第一前置放大模塊和第二前置放大模塊均為輸入阻抗高、輸入偏置電流小、穩(wěn)定性高、漂移低的運(yùn)算放大器。

進(jìn)一步地，所述第一濾波模塊由雙T濾波電路和帶通濾波電路組成；所述第二濾波模塊與第一濾波模塊的結(jié)構(gòu)完全相同；所述雙T濾波電路用于濾除50Hz工頻電磁干擾信號(hào)；所述帶通濾波電路用于濾除雜散光、電磁高頻信號(hào)以及電磁低頻信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述第一有效值轉(zhuǎn)換模塊和第二有效值轉(zhuǎn)換模塊均為AD736。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)：

1、以雙通道方式采集光纖傳感器感測(cè)的光，并分兩路進(jìn)行探測(cè)、前置放大、濾波、有效值轉(zhuǎn)換、采樣保持，并在開關(guān)模塊的切換下，分別對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，輸入至控制器模塊，由控制器模塊根據(jù)信號(hào)差值計(jì)算待測(cè)物的位移，實(shí)現(xiàn)待測(cè)物的非接觸測(cè)量；

2、設(shè)置通信模塊，將待測(cè)物的位移數(shù)據(jù)傳輸至外部中斷；設(shè)置存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)位移數(shù)據(jù)，便于后期查詢；設(shè)置顯示模塊，用于查看待測(cè)物的位移數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。

光纖傳感系統(tǒng)，包括光纖傳感器、第一光檢測(cè)模塊、第一前置放大模塊、第一濾波模塊、第一有效值轉(zhuǎn)換模塊、第一采樣保持模塊、第二光檢測(cè)模塊、第二前置放大模塊、第二濾波模塊、第二有效值轉(zhuǎn)換模塊、第二采樣保持模塊、開關(guān)模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊以及控制器模塊；光纖傳感器感測(cè)外部待測(cè)物的光，光纖傳感器的一路輸出端與第一光檢測(cè)模塊的輸入端相連；第一光檢測(cè)模塊的輸出端與第一前置放大模塊的輸入端相連；第一前置放大模塊的輸出端與第一濾波模塊的輸入端相連；第一濾波模塊的輸出端與第一有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；第一有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第一采樣保持電路的輸入端相連；第一采樣保持電路的輸出端與開關(guān)模塊的一路輸入端相連；光纖傳感器的另一路輸出端與第二光檢測(cè)模塊的輸入端相連；第二光檢測(cè)模塊的輸出端與第二前置放大模塊的輸入端相連；第二前置放大模塊的輸出端與第二濾波模塊的輸入端相連；第二濾波模塊的輸出端與第二有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；第二有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與第二采樣保持電路的輸入端相連；第二采樣保持電路的輸出端與開關(guān)模塊的另一路輸入端相連；開關(guān)模塊的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與控制器模塊相連。

外部待測(cè)物的光由光控電路控制激光管發(fā)出，激光管為氦氖激光器，由光控電路對(duì)其進(jìn)行高頻調(diào)制，使其產(chǎn)生1Hz的方波脈沖信號(hào)，該方波脈沖信號(hào)照射到待測(cè)物。

光纖傳感器利用其敏感元器件感受待測(cè)物的光，并利用光纖傳輸待測(cè)物反射的光。光纖傳感器具有抗電測(cè)干擾、耐腐蝕、電絕緣型號(hào)、防爆等特性，且光路有可撓曲性，適用于位移測(cè)量。

第一光檢測(cè)模塊和第二光檢測(cè)模塊的電路結(jié)構(gòu)完全相同，為光探測(cè)器，用于檢測(cè)光纖傳感器感測(cè)、傳輸?shù)墓狻９馓綔y(cè)器檢測(cè)入射到待測(cè)物的光功率，并將光功率轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流值；光探測(cè)器在待測(cè)物反射光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有靈敏度高、噪聲小、相應(yīng)速度快的特點(diǎn)，并能在位移測(cè)量范圍內(nèi)可靠地工作。

第一前置放大模塊和第二前置放大模塊的電路結(jié)構(gòu)完全相同，其穩(wěn)定度、靈敏度直接決定本發(fā)明的性能指標(biāo)。兩個(gè)前置放大模塊用于在強(qiáng)噪聲中接收光探測(cè)器輸出的有用信號(hào)，并正確地將其放大。光探測(cè)器輸出的光電流為微安量級(jí)的微弱信號(hào)，為獲得較穩(wěn)定的輸出，兩個(gè)前置放大模塊均需為輸入阻抗高、輸入偏置電流小、穩(wěn)定性高、漂移低的運(yùn)算放大器。

第一濾波模塊和第二濾波模塊的電路結(jié)構(gòu)完全相同，均由雙T濾波電路和帶通濾波電路組成，雙T濾波電路用于濾除50Hz工頻電磁干擾信號(hào)，帶通濾波電路用于濾除雜散光、電磁高頻信號(hào)以及電磁低頻信號(hào)。

第一有效值轉(zhuǎn)換模塊和第二有效值轉(zhuǎn)換模塊的電路結(jié)構(gòu)完全相同。兩個(gè)有效值轉(zhuǎn)換模塊為AD736。AD736是經(jīng)過激光修正的單片精密真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器，具有準(zhǔn)確度高、靈敏性好、測(cè)量速率快、頻率特性好、輸入阻抗高、輸出阻抗低、電源范圍寬且功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

第一采樣保持模塊和第二采樣保持模塊的電路結(jié)構(gòu)完全相同。兩個(gè)采樣保持模塊均為采樣保持放大器，對(duì)有效值信號(hào)進(jìn)行采樣保持，保持信號(hào)在AD轉(zhuǎn)換期間基本不變，以保證AD轉(zhuǎn)換精度。

開關(guān)模塊用于切換兩路輸入信號(hào)，便于進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并在控制器模塊中，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的兩路數(shù)值計(jì)算出待測(cè)物的位移。

AD轉(zhuǎn)換模塊為12位分辨率的高精度AD芯片，即AD1674，AD1674具有轉(zhuǎn)換速率快、轉(zhuǎn)換精度高、分辨率高、內(nèi)部自帶高精度電壓基準(zhǔn)和時(shí)鐘電路、外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

本發(fā)明的工作過程為：由光控電路控制激光管發(fā)出方波信號(hào)，照射到外部待測(cè)物，光纖傳感器感測(cè)待測(cè)物的光，以雙通道方式采集光纖傳感器感測(cè)的光，并分兩路進(jìn)行探測(cè)、前置放大、濾波、有效值轉(zhuǎn)換、采樣保持，并在開關(guān)模塊的切換下，分別對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，輸入至控制器模塊，由控制器模塊根據(jù)信號(hào)差值計(jì)算待測(cè)物的位移；設(shè)置通信模塊，可將待測(cè)物的位移數(shù)據(jù)傳輸至外部中斷；設(shè)置存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)位移數(shù)據(jù)，便于后期查詢；設(shè)置顯示模塊，用于查看待測(cè)物的位移數(shù)據(jù)。