本文以光纤布拉格光栅应变测量系统的设计和实验研究为目的,在对国内外研究现状进行了深入分析的基础上,归纳了当前光纤光栅传感器的发展趋势及在实际应用中需要解决的几个主要问题,并针对光纤布拉格光栅应变测量系统的实际需要,对光纤光栅应变测量系统的各个环节进行了研究。 首先,论文从光纤布拉格光栅应变测量系统的理论模型入手,着重对光纤光栅应变传感特性进行了系统的分析,论证了光纤布拉格光栅作为传感头用于应变测量的优越性;在分析比较了常见的信号解调技术的优缺点基础上,提出应用光纤马赫-曾德尔干涉仪与相位生成载波调制解调技术相结合的方法来实现光纤光栅传感信号的解调,通过详细的理论分析论证了系统方案的可行性;并指出了限制光纤马赫-曾德尔干涉仪动态范围上限的关键因素。 其次,对光纤布拉格光栅应变测量系统进行了实验方案设计。通过光纤布拉格光栅应变特性的测试实验,验证了光纤布拉格光栅中心反射波长与应变的线性关系;对应变测量系统进行了实验方案设计和仿真实验研究,证明了系统所设计的解调方案能够实现系统的高精度测量。 最后,对实验系统进行了分析。基于光纤光栅的温度响应特性,提出 用一个参考光栅来进行光纤光栅应变测量温度补偿的设计方案,并详细推导了其补偿原理,证明了该方法的可行性;此外,系统在进行温度补偿的同时也消除了外界干扰对应变测量的影响。