基于LabVIEW的光纖布拉格光柵動(dòng)態(tài)解調系統
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4 模擬機翼蒙皮結構監測實(shí)驗及結果分析
實(shí)驗利用四邊簡(jiǎn)支(長(cháng)×寬×厚=1 500 mm×250 mm×2 mm)，彈性模量E=68 GPa試件，模擬飛機蒙皮結構。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(cháng)為1 536．529 nm。在實(shí)驗過(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)板結構做周期振動(dòng)。利用LabVIEW軟件顯示實(shí)驗中信號的變化，數據采集和處理部分實(shí)現觀(guān)察輸出信號波形和信號的頻譜特性。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/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)所采集的信號及分析圖，圖4(b)是功放輸出電壓為4 V時(shí)采集的信號及分析圖。通過(guò)兩幅圖的對比顯示，當激振幅度增大，采集到的信號幅值也大，幅頻圖上相應的諧波分量也隨之增大。由此可見(jiàn)，利用長(cháng)周期光柵的線(xiàn)性濾波準確測量試件的振動(dòng)幅度。
圖5為系統采集到的電壓信號時(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激振器激勵下的響應圖。實(shí)驗中，系統采集數據頻率為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。
本系統帶通濾波器設置為200 Hz～3 kHz，對動(dòng)態(tài)信號的響應帶寬約為3 kHz，系統進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，在2 500 Hz的激勵頻率下，對試件施加激勵，并對采集到的數據進(jìn)行頻譜分析，結果證明系統有較好的響應速度，改變光電探測電路的反應速度可以改善這個(gè)指標。在200 Hz～5 kHz帶寬內，電路輸出的本底噪聲為100 mV，其分辨率為
。
5 結語(yǔ)
基于LabVIEW的光纖布喇格光柵動(dòng)態(tài)解調系統實(shí)現了光纖布拉格光柵的動(dòng)態(tài)解調。此方案相對于其他解調辦法，較容易實(shí)現。本文采用該系統對2．5 kHz以下的振動(dòng)信號進(jìn)行監測，結果表明系統在解調范圍內能較好地恢復出施加的激勵信號，很好的實(shí)現動(dòng)態(tài)波長(cháng)的解調，達到較高的信噪比和可靠性，并且抗電磁干擾能力強，可以實(shí)現低速沖擊，振動(dòng)信號的實(shí)時(shí)、在線(xiàn)監測。
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