光纖光柵傳感系統(tǒng)主要由寬帶光源、光纖光柵傳感器、信號解調等組成。寬帶光源為系統(tǒng)提供光能量，光纖光柵傳感器利用光源的光波感應外界被測量的信息，外界被測量的信息通過信號解調系統(tǒng)實時地反映出來。

光源性能的好壞決定著整個系統(tǒng)所送光信號的好壞。在光纖光柵傳感中，由于傳感量是對波長編碼，光源必須有較寬的帶寬和較強的輸出功率與穩(wěn)定性，以滿足分布式傳感系統(tǒng)中多點多參量測量的需要。光纖光柵傳感系統(tǒng)常用的光源的有LED，LD和摻雜不同濃度、不同種類的稀土離子的光源。

光纖光柵傳感器可以實現(xiàn)對溫度、應變等物理量的直接測量。由于光纖光柵波長對溫度與應變同時敏感，即溫度與應變同時引起光纖光柵耦合波長移動，使得通過測量光纖光柵耦合波長移動無法對溫度與應變加以區(qū)分。因此，解決交叉敏感問題，實現(xiàn)溫度和應力的區(qū)分測量是傳感器實用化的前提。通過一定的技術來測定應力和溫度變化來實現(xiàn)對溫度和應力區(qū)分測量。這些技術的基本原理都是利用兩根或者兩段具有不同溫度和應變響應靈敏度的光纖光柵構成雙光柵溫度與應變傳感器，通過確定2個光纖光柵的溫度與應變響應靈敏度系數(shù)，利用2個二元一次方程解出溫度與應變。區(qū)分測量技術大體可分為兩類，即，多光纖光柵測量和單光纖光柵測量。

光纖光柵傳感器解調系統(tǒng)主要分為兩個模塊：光信號處理模塊與電信號處理模塊。光信號處理模塊主要用來跟蹤分析傳感光纖光柵的中心反射波長的漂移，將光信號波長信息轉換為電信號;電信號處理模塊主要用來完成對光信號處理模塊轉換來的電信號進行處理和運算，轉為數(shù)字信息，提取到外界信息后，最后以用戶熟悉、界面友好的形式輸出顯示。系統(tǒng)主要由三部分構成：光路系統(tǒng)，擴展電路以及嵌入式控制系統(tǒng)。

1. 光路系統(tǒng)主要是由寬帶光源、光隔離器、3 dB耦合器、FBG傳感網絡及可調諧F—P濾波器部分等組建而成。光路系統(tǒng)需要外界提供掃描電壓給可調諧F—P濾波器，用來驅動可調諧F—P濾波器。

2. 2.擴展電路主要包括A/D輸入模塊以及D/A輸出模塊。A/D輸入模塊中PIN光電二極管將FFP-TF的透射光譜轉換為電壓信號，通過信號放大調理電路將光路系統(tǒng)輸出的電壓信號進行放大調理，再送至STM32系統(tǒng)進行A/D采樣。D/A輸出模塊用來對光路系統(tǒng)中的可調諧F—P濾波器提供掃描電壓。

3.A/D輸入模塊，光電檢測電路是由一個實為光-電流-電壓轉換的PIN光電二極管及相關電路部分組成。PIN光電二極管的缺點是輸出的電流一般只有數(shù)微安。PIN光電二極管將接收到的光信號變?yōu)榕c之成對應比例的微弱電流信號，經運算放大器以及與PIN光電二極管的。串聯(lián)電阻所組成的放大器轉換為電壓信號。持續(xù)光照的PIN光電二極管可看成一個電流源，當它的負載阻抗為零時，輸出特性為最好。A/D轉換是采樣電路的核心，考慮到系統(tǒng)對分辨率、速度與精度等參數(shù)的要求，ADC芯片選用Burr-Brown公司出品的，16位精度的高速A/D轉換芯片，最高采樣頻率為100 kHz。超低功耗和體積小使ADS8320成為理想的便于攜帶和電池供電系統(tǒng)。

光纖光柵傳感在電力生產和輸變電監(jiān)測中的應用

在電力工業(yè)中，電力設備大多處在強電強磁和高溫高電壓環(huán)境中，而且很多電力設備經常需要安裝在偏遠地區(qū)，一般的傳統(tǒng)傳感器無法滿足需求，光纖光柵傳感器的抗電磁干擾特性和適宜遠程監(jiān)測的特點可以很好的滿足這種需求，只需通過遠程網絡就能夠實時監(jiān)測電力設備的溫度變化和異常。光纖光柵傳感器這種突出的優(yōu)勢，有利于在變電站使用，同時采用分布式傳感，可以解決輸電過程中的監(jiān)測問題。比如應對輸電線路結冰、風致?lián)u曳、負荷超溫等。

光纖光柵傳感石油化工中的應用

石油化工領業(yè)為易燃易爆的領域，傳統(tǒng)電子電學類物理傳感器并不適用于成品油的油氣罐、油氣管道的監(jiān)測。而光纖光柵耐腐蝕、抗電磁干擾，非常適合應用在石油化工業(yè)中。其應用點除了溫度和壓力測量，還有流量測量、井壓、振幅監(jiān)測等。在鉆探領域，高溫高氫環(huán)境可使用碳涂覆光纖光柵，這樣既可以避免氫致失效，又能夠在高溫環(huán)境中測得井內壓力，避免井內壓力過高影響生產。