引用本文:

熊显名,冯程成,苑立波:改进天平性能的光纤白光干涉高精度测控方法[J]. 光通信技术,2019,43(3):5-7.

改进天平性能的光纤白光干涉高精度测控方法

熊显名1,冯程成1,2,苑立波2

(1.桂林电子科技大学 光电信息处理重点实验室,广西 桂林,541004;2.桂林电子科技大学 光子学研究中心,广西 桂林,541004)

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摘要:针对目前市面上机械天平及电子天平所存在的精度低、抗电磁干扰能力差和性能不稳定的问题,基于光纤迈克尔逊白光干涉仪结构,设计了一种用于提高天平称量性能的高精度测控方法。该方法利用光纤白光干涉绝对测量的特点,通过光程调制的方式来判断天平是否平衡。实验结果表明:改进的光纤天平相比于传统天平具有更稳定的性能和更高的测量精度,并可通过提高该天平臂长实现更高的精度要求。

关键词:白光干涉;光纤天平;光程调制

中图分类号:TH711  文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)03-0005-03

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.03.002

0 引言
       光纤传感技术以其成本低、精度高和抗电磁干扰等突出特点在计量检测、生物医学和工业生产等领域被广泛应用。光纤白光干涉技术作为光纤传感技术多领域交叉应用中较为代表性的一个分支,其区别于传统高相干光干涉技术的突出优点在于能够实现物理量的绝对测量[1],被广泛应用于压力[2-4]、应变[5,6]、温度[7]和折射率[8]测量的研究中。对于市面上机械天平及电子天平所存在的精度低、抗电磁干扰能力差和性能不稳定等问题,本文基于光纤白光干涉原理提出一种天平的改进方法。

4 结束语
        本文基于光纤迈克尔逊白光干涉原理提出了一种天平的改进方案,设计出了一种测量精度高、抗干扰能力强和性能稳定的光纤天平,并针对该天平进行了具体的实验测试。实验结果表明:本文提出的天平改进方法是可行且有效的。在天平力臂长度为65mm的情况下,光纤天平的倾斜分辨角θ=7.7×10-5rad,远高于理想状态下的人眼角分辨极限U=3.3×10-4rad;光纤天平在0~200g称量范围内的最大称量偏差≤0.005g,测量精度达到0.001g,且由仿真计算可知,通过光路扫描系统优化及提高光纤天平臂长均可使测量达到更高的精度要求。