基于M-Z干涉仪的光栅振动传感系统的设计及实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着科学技术的快速发展，传感器技术作为信息获取的重要手段，在航空航天、机械制造、生物医疗、环境监测等领域发挥着越来越重要的作用。

传统的振动传感器，如压电式、压阻式等，存在着体积大、易受电磁干扰、难以嵌入式测量等缺点，难以满足现代科技对高精度、小型化、智能化振动传感器的需求。

光纤传感技术作为一种新兴的传感技术，以其灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、体积小、重量轻等优点，近年来得到了迅速发展。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，光纤振动传感器因其独特的优势，成为国内外学者研究的热点。

1. 国内研究现状

国内学者在光纤m-z干涉仪振动传感领域取得了一系列成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题的主要研究内容包括：
1.m-z干涉仪结构设计:研究不同m-z干涉仪结构对传感器性能的影响，设计出一种高灵敏度、高稳定性的m-z干涉仪结构，用于振动信号的感知。

2.光栅传感探头设计:研究光栅结构参数对传感器灵敏度、测量范围的影响，设计出一种高灵敏度、宽测量范围的光栅传感探头，用于振动信号的转换。

3.信号解调电路设计:研究基于m-z干涉仪的振动信号解调算法，设计出一种高精度、抗干扰能力强的信号解调电路，用于将干涉信号转换为可测量的电信号。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

首先，通过查阅相关文献，了解光纤m-z干涉仪和光栅传感技术的国内外研究现状，掌握其基本原理和关键技术。

在此基础上，对基于m-z干涉仪的光栅振动传感系统进行理论分析，建立系统的数学模型，并利用有限元分析软件对系统进行仿真模拟，优化系统结构参数，预测系统性能。

5. 研究的创新点

本课题的创新点在于：
1.高灵敏度光栅传感探头设计:提出一种基于新型光栅结构的传感探头设计方案，通过优化光栅参数，提高传感器的灵敏度和测量范围。

2.抗干扰信号解调算法研究:研究基于数字信号处理技术的抗干扰解调算法，提高系统在复杂环境下的测量精度和稳定性。

3.系统集成化设计:将光学系统、电路系统和信号处理系统进行集成化设计，实现系统的微型化和低功耗，拓展其应用范围。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1]陈晓虎,李晓峰,张鹏,等.基于m-z干涉仪的微弱振动信号解调方法[j].压电与声光,2021,43(04):633-637.

[2]张鹏,陈晓虎,李晓峰,等.基于m-z干涉仪的微振动测量系统研究[j].仪器仪表学报,2021,42(03):100-106.

[3]王春阳,刘文颖,张大勇.基于m-z干涉仪的加速度传感器研究进展[j].传感器与微系统,2020,39(05):1-4 7.