仪器仪表学报

作者：程小峻，雷小华，许亨艺，章鹏，刘显明

单位：程小峻,重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044,,雷小华,重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044,xhlei@cqu.edu.cn,许亨艺,重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044,,章鹏,重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044,,刘显明,重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044,

关键词：瞬时扫频干涉;傅里叶变换;光纤法珀;解析信号;泰勒展开

基金：国家自然科学基金（52175530，52475547）、重庆市自然科学基金创新发展联合基金（CSTB2025NSCQ-LZX0005）项目资助

光纤法珀压力传感器对动态压力具有较高的灵敏度，能够准确地反映动态压力信息,常用于动态压力测量当中。基于此，采用光纤法珀压力传感器来采集和测量动态冲击压力。为便于光纤法珀压力传感器冲击压力及其频率响应的现场测试，基于瞬时扫频干涉模型，分析了法珀腔长动态变化对应干涉光谱的时变特征；通过对原始干涉光谱进行傅里叶变换，并使用汉明窗截取正频率，然后反傅里叶变换回时域得到解析信号及其相位信息，即可求解出动态腔长。为进一步求解传感器频率响应信息，通过对干涉光谱进行泰勒展开分析，再对傅里叶变换得到的频率信息进行加减运算得到传感器的频率响应。该解调过程全部无需进行多普勒误差补偿，仅利用傅里叶变换即可快速求解动态腔长及其频率响应，最高解调速率可达10MHz。最终该解调模型与单波长强度解调模型进行了对比，两支压力传感器的频率解调的相对误差分别<1%和0.7%，压力解调的相对误差分别<0.1%和0.08%，频率和压力解调的误差均很小。通过实验可以证明，所提出的解调模型非常适合于光纤法珀压力传感器冲击压力及其频率响应的快速测量。同时相对于传统的解调模型，所提出的解调模型速度更快且操作流程更加的简单，更加适合于现场环境较差的测量环境。

来源：2025年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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