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本文研究了一种基于自聚焦(GRIN)透镜的微型光纤加速度计系统。它是-It光
强调制型光纤传感器，具有结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰、传输频带宽等特点。
在本系统中设计了脉冲数字式再平衡回路，使得该微型光纤加速度传感器和一般的光
纤传感器相比，又具有动、静态性能较好，精度、稳定性较高等优点。
在文巾，首先介绍了光线在阶跃型光纤和梯度折射型光纤中的传播路径，以及在
一端镀有反射膜的l／4波节长度的GRIN透镜中的成像规律，并推导了光功率耦合函
数。通过分析微位移与光功率的关系，以及加速度与微位移的关系，建立了加速度与
光功率的关系。然后，从控制理论的角度对整个数字式光纤加速度计系统进行了分析，
着重研究了系统中各部分的传递函数，指出了包括分辨率、标度因数、采样约束和精
度等在内的一般问题，同时设计了系统的校正网络，并指出在实际电路中应该注意的
问题。最后，介绍了数字式加速度计的参考电路设计，其中重点介绍了数字式再平衡
回路的设计，包括脉宽调制、恒流源、极性开关等电路的设计。在本方案中，为尽可
能地提高检测效果，我们对光源进行了调制，以达到抗噪声的目的；在前置放大部分，
采用组合差动放大电路进行电流电压的转换，这种电路具有高增益、高精度、低输入
阻抗和抗干扰能力强等优点：为提高精度，相干检测和锁相跟踪技术被应用到系统中
来；设计脉宽调制电路时，摈弃了以往的分立元件实现脉宽调制的方法，采用SG3525
集成PWM控制器，简化了设计过程，大幅度减少了元器件数量和连接焊点，使整个系
统性能更好、更容易集成。
本传感器通过改造，适当选择换能机构的设计，不仅可以测量微位移，而且还可
以应用于压力测量、液体流量测量以及振动等物理量的测量，具有广泛应用前景。
强调制型光纤传感器，具有结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰、传输频带宽等特点。
在本系统中设计了脉冲数字式再平衡回路，使得该微型光纤加速度传感器和一般的光
纤传感器相比，又具有动、静态性能较好，精度、稳定性较高等优点。
在文巾，首先介绍了光线在阶跃型光纤和梯度折射型光纤中的传播路径，以及在
一端镀有反射膜的l／4波节长度的GRIN透镜中的成像规律，并推导了光功率耦合函
数。通过分析微位移与光功率的关系，以及加速度与微位移的关系，建立了加速度与
光功率的关系。然后，从控制理论的角度对整个数字式光纤加速度计系统进行了分析，
着重研究了系统中各部分的传递函数，指出了包括分辨率、标度因数、采样约束和精
度等在内的一般问题，同时设计了系统的校正网络，并指出在实际电路中应该注意的
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能地提高检测效果，我们对光源进行了调制，以达到抗噪声的目的；在前置放大部分，
采用组合差动放大电路进行电流电压的转换，这种电路具有高增益、高精度、低输入
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来；设计脉宽调制电路时，摈弃了以往的分立元件实现脉宽调制的方法，采用SG3525
集成PWM控制器，简化了设计过程，大幅度减少了元器件数量和连接焊点，使整个系
统性能更好、更容易集成。
本传感器通过改造，适当选择换能机构的设计，不仅可以测量微位移，而且还可
以应用于压力测量、液体流量测量以及振动等物理量的测量，具有广泛应用前景。
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