分布式光纤传感器系统测量原理
[摘要]: 光在光纤中传播，光与介质中光学声子、声学声子发生碰撞，会产生后向散射的光，这些后向散射的光的频率、强度均会发生改变。其改变量的大小与折射率等有关，而折射率等因素受光纤的应变、温度的影响。
[关键词]：光纤；光纤传感器；测量
中国分类号：TN6 文献标识码：A 文章编号：1002-6908(2007)0110021-01
1．BOTDR的分布式温度和应变测量
BOTDR的分布式应变测量原理，当入射光在光纤中传播时，入射光会与声波声子相互作用，产生布里渊散射。其散射光的传播方向与入射光的传播方向相反。当入射光的波长那布里渊散射的最大能量的频率与入射光的频率之差大约是11GHz。这个频移量就叫做布里渊频移。如果光纤沿径向发生了应变，那布里渊散射对应于应力的频移量，如图1所示：
为了测量分布式的应变，通过使用BOTDR技术，沿着光纤观测布里渊散射光的频谱，确定布里渊频移的大小，从而达到测量应力的目的。如图2所示。在光纤的一端脉冲光入射，同时在这端使用时间域的BOTDR接收布里渊后向散射光。因此，产生布里渊散射的位置与脉冲光发射的位置的距离Z可以由下列登时确定，在这个式中，时间T是发射脉冲光与接收的布里渊散射光的时间差。
为了能获得布里渊散射光的频谱，我们重复上面所做的步骤，我们缓慢的改变入射光的频谱宽度。在布里渊散射光的不同频率段，我们能获得大量的分布式能量。如图2所示。所以，我们能够从获得的布里渊散射光的波形，知道在光纤中任何位置，那散射光的频谱。所以，我们固定频谱到那些Lorentzian弯曲和使用能量峰值的频谱。通过相应弯曲位置的应力。
应变与布里渊频率的改变量的各自联系。在实际的测量中，测量之前，（1）中的系数和布里渊频移可以在无应变时测量出来。然后，频移转换成应变。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
第一章 1、(1)数据:数据用于载荷信息的物理符号。 (2)数据的特征;○1数据有“型”与“值”之分;○2数据受数据类型与取值范围的约束;○3数据有定性表示与定量之分;○4数据应具有载体与多种表现形式。 3、(1)数据管理的功能: ○1组织与保存数据功能,即将收集到的数据合理地分类组织,将其存储在物理载体上,使数据能够长期的被保存; ○2数据维护功能,即根据需要随时进行插入新数据,修改原数据与删除失效数据的操作; ○3数据查询与数据统计功能,即快速的得到需要的正确数据,满足各种使用要求;○4数据的安全与完整性控制功能,即能保护数据的安全与完整性。 (2)数据管理的目标:收集完整的信息,将信息用数据表示,按数据结构合理科学的组织并保存数据;为各种使用快速地提供需要的数据,并保护数据的安全与完整性。 4、(1)数据库:就是数据管理的新方法与技术,她就是一个按数据结构来存储与管理数据的计算机软件系统。 (2)数据库中的数据具有的特点:○1数据库中的数据具有整体性,即数据库中的数据要保持自身完整的数据结构;○2数据库中的数据具有数据共享性,不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据,多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。 5、(1)数据库管理系统:它就是专门用于管理数据库的计算机管理软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询与统计等操作功能,并完成对数据完整性、安全性进行操作的功能。 (2)数据库管理系统主要功能:就是数据存储、数据操作与数据控制功能。其数据存储与数据操作就是:数据库的定义功能,指未说明库中的数据情况而进行的建立数据库结构的操作;数据库建立功能,指大批数据录入到数据库的操作,它使得库中含有需要保护的数据记录;数据库维护功能,指对数据的插入、删除与修改操纵,其操作做能满足库中信息变化或更新的需求;数据库查询与统计功能,指通过对数据库的访问,为实际应用提供需要的数据。数据库管理系统的数据控制功能为:数据安全性控制功能,即为了保证数据库的数据安全可靠,防止不合法的使用造成数据库泄露与破坏,也就就是避免数据被人偷瞧、篡改或破坏;数据库完整性控制功能,指为了保证数据库中的数据的正确、有效与相容,防止不合语意的错误数据被输入或输出。 14、(1)数据库系统的软件由几部分组成？数据库系统的软件中包括操作系统(OS)、数据库管理系统(DBMS)、主语言系统、应用程序软件与用户数据库。 (2)作用:①操作系统或汉字操作系统:操作系统就是所有计算机软件的基础,在数据库系统中它起着支持DBMS及主语言系统工作的作用。如果管理的信息中有汉字,则需要中文操作系统的支持,以提供汉字的输入、输出方法与汉字信息的处理方法。②数据库管理系统与主语言系统:数据库管理系统就是为定义、建立、维护、使用及控制数据库而提供的有关数据管理的系统软件。主语言系统就是为应用程序提供的诸如程序控制、数据输入输出、功能函数、图形处理、计算方法等数据处理功能的系统软件。③应用开发工具软件:应用开发工具就是DBMS系统为应用开发人员与最终用户提供的高效率、多功能的应用生成器、第四代计算机语言等各种软件工具.如报表生成器、表单生成器、查询与视图设计器等,它们为数据库系统的开发与使用提供了良好的环境与帮助。④应用系统及数据库:数据库应用系统包括为特定的应用环境建立的数据库、开发的各类应用程序及编写的文档资料,它们就是一个有机整体。通过运行数据库应用系统,可以实现对数据库中数据的维护、查询、管理与处理操作。(3)关系:
3.简述如下概念，并说明它们之间的联系与区别:。 （1）域，笛卡尔积，关系，元组，属性 答：域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。 笛卡尔积：给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。这组域的笛卡尔积为：D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜di?Di，i＝1，2，…，n ｝其中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组（Tuple）。元素中的每一个值di叫作一个分量（Component）。 关系：在域D1，D2，…，Dn上笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集称为关系，表示为 R（D1，D2，…，Dn） 元组：关系中的每个元素是关系中的元组。 属性：关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。由于域可以相同，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。 （2）超码，主码，候选码，外码 答：超码：对于关系r的一个或多个属性的集合A，如果属性集A可以唯一地标识关系r中的一个元组，则称属性集A为关系r的一个超码 (superkey) 。 候选码：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码（Candidate key）。 主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key）。 外码：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，如果F与基本关系S 的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码（Foreign key），简称外码。 基本关系R称为参照关系（Referencing relation），基本关系S称为被参照关系（Referenced relation）或目标关系（Target relation）。关系R和S可以是相同的关系。 (3)关系模式，关系，关系数据库 答：关系模式：关系的描述称为关系模式（Relation Schema）。它可以形式化地表示为：R（U，D，dom，F） 其中R为关系名，U为组成该关系的属性名集合，D为属性组U中属性所来自的域，dom 为属性向域的映象集合，F为属性间数据的依赖关系集合。 关系：在域D1，D2，…，Dn上笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集称为关系，表示为 R（D1，D2，…，Dn） 关系是关系模式在某一时刻的状态或内容。关系模式是静态的、稳定的，而关系是动态的、随时间不断变化的，因为关系操作在不断地更新着数据库中的数据。 关系数据库：关系数据库也有型和值之分。关系数据库的型也称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，它包括若干域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式。关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常就称为关系数据库。 2.3.为什么需要空值null？ 答：引入空值，可以方便于数据库的维护和建立，数字或者字符有时并不能解决想要解决的问题，毕竟它们是真实的存在，有了空值，那么有些操作，比如查询，插入，删除都可以更加方便，比如公司的部门，新增的部门，信息是不存在的，是之后数据库人员进行添加之后才有的，所以让它为空，比给它0更加贴近实际。空值是所有可能的域的一个取值，表明值未知或不存在。 2.3.关系模型的完整性规则有哪些？ 答：关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。关系模型中可以有三类完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。 其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，被称作是关系的
干涉型光纤传感器的信号处理系统 近年来，传感器在朝着灵敏、精巧、适应性强和智能化、网络化的方向发展。 在这一过程中，光纤传感器作为传感器家族的新成员，由于其优越的性能而倍受青睐。在各种光纤传感器中以干涉型光纤传感器的灵敏度最高。 干涉仪结构的光纤传感器系统，通过深入研究随机信号的互相关函数和基于ＡＲ模型的功率谱估计，设计出具有事件发生检测功能的传感器信号处理算法。此算法可以对外界振动进行实时预警，并实现高速、高精度的定位。 该技术可用于检测第三方入侵，对需要防护的地域、管线进行监控、报警并提供精确定位。 研究成果对于长距离分布式干涉型光纤传感器的实用化具有重要的理论意义和实际应用价值，并在工业和国防领域具有应用前景。 本文设计的光纤传感系统分为传感线路、光收发模块、数据采集和信号处理等部分。 传感线路部分是一种基于马赫一泽德干涉仪的双向干涉结构。 当干涉仪中的干涉臂受到外力引起的振动时，光纤中传输的光信号的相位会发生变化，从而导致输出干涉波形的变化。 干涉信号经光电转换、数据采集送至信号处理系统，经信号处理分析后可以对外界振动发生的位置进行定位。 信号处理部分由ＤＳＰ和ＰＣ机共同组成，ＤＳＰ用于实现事件发生检测算法，ＰＣ机实现定位算法。通过实验分析表明，事件发生检测算法可以显著地改善光纤传感器的性能，提高系统准确性，降低误报率。在合理设置采样率
的基础上，可以实现ｌＯＯＭ的定位误差。采用ＤＳＰ和ＰＣ机合理分配运算负担，可以满足光纤传感器系统实时监控的要求。 第一章绪论 １．１引言传感器是感受规定的被测物理量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置，它在工业生产、国防建设和科学技术等各个领域都发挥着巨大作用。近年来，传感器在朝着灵敏、精巧、适应性强和智能化、网络化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器作为传感器家族的新成员，由于其优越的性能而倍受青睐。与传统的传感器相比，光纤传感器具有以下的优势：首先，光纤是一种耐高压，抗腐蚀的介质，能在电磁或电子传感器不能工作的恶劣环境下运行。其次光波的传播频率极高，具有巨大的信息容量，又能有效的防止无线电波及电火花干扰传输的光波信号。同时，光纤很细，又具有极高的韧性，可以制造各种体积小、重量轻以及任意形状的传感器。更重要的是光纤传感器可以传感各种物理量，例如声，电、磁、温度、压力、振动、旋转等，并具有极高的灵敏度。 光纤传感器利用光纤本身的敏感特性进行工作。 由光源发出的光在光纤中传播时，若应力、温度、电场、磁场等外界因素发生了变化，则光波的振幅、相位、波长及偏振态等特征参量会随之变化，该过程称为光波的调制。含有调制信息的光波经光纤传输到光电转换部分，解调后被仪器接收，即可得到外场确切变化的信息。根据被测物理量对光的调制方法不同，光纤传感器可分为强度传感器，频率（或波长）传感器，相位传感器及光纤偏振式传感器四大类。其中尤其以光纤相位传感器（即各种光纤干涉仪）的灵敏度最高。光纤干涉仪将光波的相位信息转换位强度信息，通过检测光强信号分析出所测物理量。20世纪70年代以来，在飞速发展的光纤通信技术的带动下，光纤传感
实验一 1-1.查询员工的姓名、职务和薪水 select employeeName,headShip,salary from employee 图1-1 2.查询名字中含有“有限”的客户姓名和所在地 select CustomerName,address from Customer where CustomerName like '%有限%'
3. 查询出姓“张”并且姓名的最后一个字为“梅”的员工。 select * from employee where employeeName like '张%梅' 图1-3 4. 查询住址中含有上海或南昌的女员工，并显示其姓名、所属部门、职称、住址，其中性别用“男”和“女”显示 SELECT employeeName,department,address, isnull (convert(char(10),birthday,120),'不详')出生日期, case sex when 'M'then '男' when 'F'then'女' end as 性别 from employee where （address like '%上海%'or address like '%南昌%'）and sex='F'
5. 查询出职务为“职员”或职务为“科长”的女员工的信息 select * from employee where (headship='职员' or headship='科长') and sex='F' 图1-5 6. 选取编号不在“C20050001”和“C20050004”的客户编号、客户名称、客户地址。 Select * from Customer where CustomerNo not in ( 'C20050001' ,'C20050004')
一、引言 光纤传感由于具有本质安全、电绝缘性好、灵敏度高及便于连网等优点，已在许多物理量的测量中得到应用，特别是基于光纤干涉的传感系统已成为物理量检测中最为精确的系统之一。 光纤干涉仪是一种高精度测量仪器，但存在相位随机漂移及倍频等光学问题。现有文献报导中，解决的方法是采用相位生成载波技术，调制解调的实现过程复杂，并有可能产生信号波形的失真。另外，虽有采用压电陶瓷（PZT）的报导，但未见对相位随机漂移及倍频问题的具体解决方法。为此，本文给出一种简单实用的解决方案，在原理上说明其可行性，并进行了实验验证。 二、Michelson干涉型光纤传感器原理 图1所示为Michelson相位调制型光纤干涉仪结构示意图。由激光器发出的相干光经光隔离器和耦合器后一分为二分别送入2根长度基本相同的单模光纤（即干涉仪的两臂，其一为信号臂，另一参考臂），而后被反射膜反射，在耦合器的输出端发生干涉。显然，这是一种双光束干涉仪，干涉光的幅度与信号光及参考光的幅度有关，其相位为两臂光相位之差，干涉场光强分布为 I=I1+I2+2I1I2cos（Φ）=A+Bcos（Φ）（1） Φ=2nπl/λ（2） 式（1）右端是光电转换的信号，I1、I2分别为干涉仪两臂单独存在时的光强，在检测时通常以直流项对待；2I1I2cos（Φ）表示干涉效应，当Φ=2mπ时，为干涉场的极大值，其中m为干涉级次。式（2）中，Φ为干涉仪两臂光波的相位差，它可以表示为因为环境波动引起的随机漂移信号S和待测信号N之和，由光波波长λ、光纤折射率n以及光纤两臂长度差l共同决定。在波长一定的情况下，两臂光程差改变nl，就改变了干涉信号的相位差，从而实现传感功能。
光纤式传感器 传感技术与计算机技术、通讯技术被称为信息产业三大支柱技术, 是组成现代信息化技术的基础。世界各大强国均将传感器技术视为国家科技发展战略中的重要组成部分, 作为国家重点发展的领域之一。光纤传感器主要有传感型和传光型两大类, 两类传感器在传感原理上均可分为光强调制、相位调制、偏振态调制及波长调制不同形式, 由此构成不同的传感器。迄今业已证实, 被光纤传感器敏感的物理量有 70多种, 与传统的传感器相比, 光纤传感器有灵敏度高、重量轻和体积小、多用途、对介质影响小、抗电磁干扰和耐腐蚀且本质安全、易于组网等特点, 使其近年来在航天航空、国防、能源电力、医疗和环保、石油化工、食品加工、土木工程等领域的应用得到了迅速发展。表 1 为光纤传感器对参数测定的原理及主要方式。 一、光纤传感器的基本原理及组成 光纤传感器由光源、敏感元件、光探测器、信号处理器系统以及光纤等组成。光纤传感器的基本原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测量参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长频率、相位偏振态等）发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调器解调后，获得被测参数。 1．1强度调制光纤传感器 强度调制光纤传感器的基本原理是：待测物理量引起光纤中传输光的光强变化，通过检测光强的变化实现对待测量的测量。待测量作用于光纤敏感元件，使通过光纤的光强发生变化。设输入光强为恒量Iin，输出光强为Iout，即待测量对光纤中的光强度产生调制。可
直接连接光探测器变成电信号（即调制的强度包括电信号）。 1.2相位调制光纤传感器 相位调制光纤传感器的基本原理是：通过被测能量场的作用，使光纤内传输的光波相位发生变化，再用干涉测量技术把相位变化转换为光强变化，从而检测出待测的物理量。所有能够影响光纤长度、折射率和内部应力的被测量都会引起相位变化，如应力应变温度和磁场等外界物理量。但是，目前的各类光探测器都不能探测敏感光的相位变化，必须采用干涉测量技术，才能实现对外界物理量的检测。与其他调制方式相比，相位调制技术由于采用干涉技术而具有很高的检测灵敏度。常用的干涉仪有四种：迈克尔逊、马赫-琴特、法布里-珀罗和萨格耐克。它们的共同点是：光源发出的光都要分成两束或更多束的光，沿不同的路径传播后，分离的光束又重新汇合，产生干涉现象。
《数据库系统原理及应用》习题集及参考答案 一、简答题 1、什么是数据库管理系统？ 一种负责数据库的建立、操作、管理和维护的软件系统。 2、数据库系统有哪几种模式？分别用来描述什么？ （1）外模式 是用户的数据视图，用来描述数据的局部逻辑结构，是模式的子集。 （2）模式 是所有用户的公共数据视图，用来描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征。（3）内模式 又称存储模式，描述数据的物理结构及存储方式 3、什么是事务？事务有哪些特征？ 答：所谓事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。 事务的特征：原子性、一致性、隔离性、持续性。 4、POWER BUILDER中事务对象有何作用？ 答：PowerBuider的事务对象是应用程序与数据库之间进行通信的桥梁，在应用程序初启时，系统自动创一个为SQLCA(SQL Communication Area, SQL通讯区)的全局事务对象，该对象在应用程序的任何地方都可以访问 应用程序与数据库的所有通信都需要通过事务对象来完成，除了直接使用系统的缺省事务对SQLCA外，开发人员也可以创建自己的事务对象。 5、SQL SERVER中INSERTED表和DELETED表有何用？ 答：触发器中用到两种特殊的表：删除表和插入表触发器中使用名为“deleted"和“inserted"来参照这些表；删除表存储受DELTE和UPDATE语句影响的行的副本当执行DELETE或UPDA TE语句时，行从触发器表中删除并传递到删除表中。删除表和触发器表通常没有共有的行。 插入表存储受INSERT和UPDA TE语句影响的行的副本当执行一NSERT或UPDA T语句时，新行同时增加到插入表和触发器表中。插入表中的行是触发器表中新行的副本可使用删除表和插入表中的行来参照相关表中的行， 或测试被删除或插入行中的值。 6、数据库系统由哪几部分构成？ 答：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。 7、什么是候选码？什么是主码？主码只能有一个属性吗？ 答：能唯一标识实体的属性或属性组称为超码，其任意真子集都不能成为超码的最小超码称为候选码；
数据库系统原理与设计习题集 第一章绪论 一、选择题 1. DBS是采用了数据库技术的计算机系统，DBS是一个集合体，包含数据库、计算机硬件、软件和（）。 A. 系统分析员 B. 程序员 C. 数据库管理员 D. 操作员 2. 数据库（DB），数据库系统（DBS）和数据库管理系统（DBMS）之间的关系是（）。 A. DBS包括DB和DBMS B. DBMS包括DB和DBS C. DB包括DBS和DBMS D. DBS就是DB，也就是DBMS 3. 下面列出的数据库管理技术发展的三个阶段中，没有专门的软件对数据进行管理的是（）。 I．人工管理阶段 II．文件系统阶段 III．数据库阶段 A. I 和II B. 只有II C. II 和III D. 只有I
4. 下列四项中，不属于数据库系统特点的是（）。 A. 数据共享 B. 数据完整性 C. 数据冗余度高 D. 数据独立性高 5. 数据库系统的数据独立性体现在（）。 A.不会因为数据的变化而影响到应用程序 B.不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序 C.不会因为存储策略的变化而影响存储结构 D.不会因为某些存储结构的变化而影响其他的存储结构 6. 描述数据库全体数据的全局逻辑结构和特性的是（）。 A. 模式 B. 内模式 C. 外模式 D. 用户模式 7. 要保证数据库的数据独立性，需要修改的是（）。 A. 模式与外模式 B. 模式与内模式 C. 三层之间的两种映射 D. 三层模式 8. 要保证数据库的逻辑数据独立性，需要修改的是（）。 A. 模式与外模式的映射 B. 模式与内模式之间的映射 C. 模式 D. 三层模式
光纤光栅传感器是一种常用的光学传感器件，分布式光纤光栅就属于准分布式光纤传感器件中的一种。选题方向合理。请尽快确定课题完成方式，明确研究内容，尽快开展课题调研论证工作。75 分布式光纤光栅传感技术 光纤传感技术是一种以光纤为媒介，光为载体，感知和传输外界信号（被测量）的新型传感技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而逐步形成的。在光通信系统中，光纤被用作远距离传输光波信号的媒质，在这类应用中，光纤传输的光信号受外界因素的影响越小越好，但是，在实际的光传输过程中，光纤容易受到外界环境因素的影响，如温度、压力、应变等外界条件的变化将引起光纤中传输光波的特征参数如频率、相位、光强、偏振态等的变化，通过测量这些参数的变化，就可以得到外界作用于光纤的物理量，这就是光纤传感技术。光纤传感技术的基本原理是：将光源的光入射进光纤，当光在光纤中传输的过程中受到外界物理量影响，使得被测参数与光纤内传输的光相互作用，进行调制，从而使其光学性质如光的频率、波长(颜色)、强度、相位、偏振态等发生变化成为被调制的信号光，然后将这一调制的信号光送入光探测器中进行解调，经信号处理后就可获得被测参数。 光纤传感器与传统传感器相比具有许多明显优势： 1）体积小、重量轻，几何形状具有多方面的适应性，可以做成任意形状的传感器和传感器阵列。 2）抗电磁干扰能力强、耐高温、耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠。 3）光纤传感器件多是无源器件，对被测对象影响较小。 4）便于复用，便于成网。它既可以作为信息的传递媒介，又可以作为信号测量的传感装置。 5）光纤传感器传输频带宽，动态范围大，测量距离长。 光纤传感器的种类很多，按照其工作方式可分为：点式、准分布式和分布式三类。其中，准分布式光纤传感器是使用传感网络系统进行测量的，其光纤不作为传感元件，只作为传输元件，其敏感元件为多个点式的传感器，它们采用串联或各种网络结构形式连接起来，利用波分复用、时分复用或频分复用等技术形成分布式网络系统，进而可以较精确地分时或同时得到被测量信息的空间分布，也可同时得到某一点或某些空间点上不同被测量的分布信息。 光纤光栅传感器除了具有一般光纤传感器耐高温、耐腐蚀等优点之外，还具有波长编码，抗干扰能力强等特性。另外，它较易于在一根光纤中连续写入多个光栅，以制成分布式光纤光栅传感，制得的光栅阵列轻巧柔软，可与渡分复用或时分复用技术等相结合，且十分适于作为分布式传感兀件贴于结构表面或埋人到材料和结构的内部，以实现对结构应变、温度以及压力等的多点监测，这对于目
基恩士光纤传感器的分类 KEYENCE光纤传感器根据光受被测对象的调制形式可以分为：强度调制型、偏振态制型、相位制型、频率制型；KEYENCE光纤传感器根据光是否发生干涉可分为：干涉型和非干涉型；KEYENCE光纤传感器根据是否能够随距离的增加连续地监测被测量可分为：分布式和点分式；根据光纤在传感器中的作用可以分为：一类是功能型（传感型）传感器; 另一类是非功能型（传光型）传感器。 基恩士光纤传感器的原理 KEYENCE光纤传感器光纤布拉格光栅传感器（FBS）是一种使用频率最高，范围最广的光纤传感器，这种传感器能根据环境温度以及/或者应变的变化来改变其反射的光波的波长。光纤布拉格光栅是通过全息干涉法或者相位掩膜法来将一小段光敏感的光纤暴露在一个光强周期分布的光波下面。这样光纤的光折射率就会根据其被照射的光波强度而永久改变。这种方法造成的光折射率的周期性变化就叫做光纤布拉格光栅。 当一束广谱的光束被传播到光纤布拉格光栅的时候，光折射率被改变以后的每一小段光纤就只会反射一种特定波长的光波，这个波长称为布拉格波长，这种特性就使光纤布拉格光栅只反射一种特定波长的光波，而其它波长的光波都会被传播。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。https://www.doczj.com/doc/6d4117049.html,/
第一章 1、（1）数据：数据用于载荷信息的物理符号。 （2）数据的特征；○1数据有“型”和“值”之分；○2数据受数据类型和取值范围的约束；○3数据有定性表示和定量之分；○4数据应具有载体和多种表现形式。 3、（1）数据管理的功能：○1组织和保存数据功能，即将收集到的数据合理地分类组织，将其存储在物理载体上，使数据能够长期的被保存；○2数据维护功能，即根据需要随时进行插入新数据，修改原数据和删除失效数据的操作；○3数据查询和数据统计功能，即快速的得到需要的正确数据，满足各种使用要求；○4数据的安全和完整性控制功能，即能保护数据的安全和完整性。 （2）数据管理的目标：收集完整的信息，将信息用数据表示，按数据结构合理科学的组织并保存数据；为各种使用快速地提供需要的数据，并保护数据的安全和完整性。 4、（1）数据库：是数据管理的新方法和技术，他是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。 （2）数据库中的数据具有的特点：○1数据库中的数据具有整体性，即数据库中的数据要保持自身完整的数据结构；○2数据库中的数据具有数据共享性，不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据，多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。 5、（1）数据库管理系统：它是专门用于管理数据库的计算机管理软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行操作的功能。 （2）数据库管理系统主要功能：是数据存储、数据操作和数据控制功能。其数据存储和数据操作是：数据库的定义功能，指未说明库中的数据情况而进行的建立数据库结构的操作；数据库建立功能，指大批数据录入到数据库的操作，它使得库中含有需要保护的数据记录；数据库维护功能，指对数据的插入、删除和修改操纵，其操作做能满足库中信息变化或更新的需求；数据库查询和统计功能，指通过对数据库的访问，为实际应用提供需要的数据。数据库管理系统的数据控制功能为：数据安全性控制功能，即为了保证数据库的数据安全可靠，防止不合法的使用造成数据库泄露和破坏，也就是避免数据被人偷看、篡改或破坏;数据库完整性控制功能，指为了保证数据库中的数据的正确、有效和相容，防止不合语意的错误数据被输入或输出。 14、（1）数据库系统的软件由几部分组成？数据库系统的软件中包括操作系统（OS）、数据库管理系统（DBMS）、主语言系统、应用程序软件和用户数据库。 （2）作用：①操作系统或汉字操作系统：操作系统是所有计算机软件的基础，在数据库系统中它起着支持DBMS及主语言系统工作的作用。如果管理的信息中有汉字，则需要中文操作系统的支持，以提供汉字的输入、输出方法和汉字信息的处理方法。②数据库管理系统和主语言系统：数据库管理系统是为定义、建立、维护、使用及控制数据库而提供的有关数据管理的系统软件。主语言系统是为应用程序提供的诸如程序控制、数据输入输出、功能函数、图形处理、计算方法等数据处理功能的系统软件。③应用开发工具软件：应用开发工具是DBMS系统为应用开发人员和最终用户提供的高效率、多功能的应用生成器、第四代计算机语言等各种软件工具．如报表生成器、表单生成器、查询和视图设计器等，它们为数据库系统的开发和使用提供了良好的环境和帮助。④应用系统及数据库：数据库应用系统包括为特定的应用环境建立的数据库、开发的各类应用程序及编写的文档资料，它们是一个有机整体。通过运行数据库应用系统，可以实现对数据库中数据的维护、查询、管理和处理操作。（3）关系：
干涉型微纳光纤传感器 金龙，李杰，关柏鸥 (暨南大学光子技术研究所，广州，510632) 摘要：本文报道我们在干涉型微纳光纤传感器方面的研究进展，包括高双折射微纳光纤环形传感器、级联长周期光栅传感器及基于单锥结构的微纳光纤干涉型传感器。通过对干涉仪几何结构的设计与优化，实现了104 nm/RIU 量级的折射率感测灵敏度，为研制成本低廉、高灵敏度的光学生物化学传感器提供了可选方案。 关键词：微纳光纤；微纳光纤传感器；干涉型传感器 微纳光纤传感器具有体积小巧、结构灵活、强瞬逝场等特点，基于对周围液体折射率的测量，能够实现对微弱生化成分变化的检测。已报道的微纳光纤折射率传感器包括光栅型、谐振型等。我们通过结构设计与优化，实现了几种干涉型微纳光纤折射率传感器，具有折射率灵敏度高、温度灵敏度低，制作成本低等优点，具体包括： （1）高双折射微纳光纤环形传感器。在闭合光纤环镜结构中加入一段由矩形截面光纤熔融拉锥而成的高双折射微纳光纤，构成M-Z 干涉型传感器，其折射率灵敏度达到18897nm/RIU ，并通过进一步将干涉仪制成灵巧型尖端式结构，将灵敏度提升到24373nm/RIU ，温度灵敏度仅为5 pm/°C 。理论分析表明其传感特性由群双折射色散决定，可通过对光纤截面的椭圆度和和直径的优化实现灵敏度的提升。 （2）级联长周期光栅微纳光纤传感器。通过用CO 2激光器在微纳光纤上构成级联长周期光栅，感测灵敏度达到2227nm/RIU ，温度灵敏度为11.7 pm/°C ，并通过理论计算指出，通过进一步降低光纤直径到 3.5μm 左右时，由于瞬逝场作用的增强和模式色散因子的降低，感测灵敏度有望达到40000nm/RIU 左右。 （3）单锥结构的微纳光纤干涉型传感器。在光纤熔融拉锥过程中，通过减小过渡区长度，可激发微纳光纤中的高阶模式，并基于单个锥区实现干涉仪结构。这种结构制作方法简便，锥区总长度更短，本文还将介绍我们在这方面的最新结果。 CO 2 Laser L d =9.5μm 73.5 μm d Λ 图1左图：基于高双折射微纳光纤环镜结构的传感器原理图及实物图；右图：基于级联微纳光纤长周期光栅的干涉型传感器原理图及实物图。
数据库系统概论习题集 第一章绪论 一、选择题 1. DBS是采用了数据库技术的计算机系统，DBS是一个集合体，包含数据库、计算机硬件、软件和（）。 A. 系统分析员 B. 程序员 C. 数据库管理员 D. 操作员 2. 数据库（DB），数据库系统（DBS）和数据库管理系统（DBMS ）之间的关系是（）。 A. DBS 包括DB 和DBMS B. DBMS 包括DB 和DBS C. DB包括DBS和DBMS D. DBS 就是DB ,也就是DBMS 3. 下面列出的数据库管理技术发展的三个阶段中，没有专门的软件对数据进行管理的是（）。 I ?人工管理阶段 II ?文件系统阶段 III ?数据库阶段 A. I 和II B. 只有II C. II 和III D. 只有I 4. 下列四项中，不属于数据库系统特点的是（）。 A. 数据共享 B. 数据完整性 C. 数据冗余度高 D. 数据独立性高 5. 数据库系统的数据独立性体现在（）。 A. 不会因为数据的变化而影响到应用程序 B. 不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序 C. 不会因为存储策略的变化而影响存储结构 D. 不会因为某些存储结构的变化而影响其他的存储结构 6. 描述数据库全体数据的全局逻辑结构和特性的是（）。 A. 模式 B. 内模式 C. 外模式 D. 用户模式 7. 要保证数据库的数据独立性，需要修改的是（）。 A. 模式与外模式 B. 模式与内模式 C. 三层之间的两种映射 D. 三层模式 8. 要保证数据库的逻辑数据独立性，需要修改的是（）。 A. 模式与外模式的映射 B. 模式与内模式之间的映射 C. 模式 D. 三层模式 9. 用户或应用程序看到的那部分局部逻辑结构和特征的描述是（），它是模式的逻辑子集。 A. 模式 B. 物理模式 C. 子模式 D. 内模式 10. 下述（）不是DBA 数据库管理员的职责。 A.完整性约束说明 B.定义数据库模式 C.数据库安全 D.数据库管理系统设计 选择题答案： （1） C （2） A （3） D （4） C （5） B （6） A （7） C （8） A （9） C （10） D 二、简答题 1 ?试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。 数据：描述事物的符号记录称为数据。数据的种类有文字、图形、图象、声音、正文等等。数据与其语义是不可分的。 *解析：
拉曼型分布式光纤传感器DTS 拉曼型分布式光纤传感器DTS描述: 产品简介 拉曼型分布式光纤传感器DTS是国内外应用较成熟的分布式光纤测温技术,利用自发拉曼散射效应和光时域反射技术实时获得沿光纤分布的温度信息,结合智能火灾判断算法,可及时预警火灾隐患,并精确定位火灾发生位置。 诺驰光电的DTS产品采用模块化设计,可靠性高;同时凭借高速微弱信号处理技术优势,实现0.5m空间分辨率,技术指标国内领先。诺驰光电可提供基于多模光纤和单模光纤的DTS,尤其适合高压电缆在线监测、电力载流量分析、交通隧道火情监测、油气储罐火情监测、输煤皮带火情监测、大坝渗漏监测应用。 测量原理 拉曼型分布式光纤传感器DTS的温度测量基于自发拉曼Raman散射效应。大功率窄脉宽激光脉冲入射到传感光纤后,激光与光纤分子相互作用,产生极其微弱的背向散射光,包括温度不敏感的斯托克斯Stokes光和温度敏感的反斯托克斯Anti-stokes光,两者波长不一样,经波分复用器WF分离后由高灵敏的探测器APD探测,根据两者的光强比值可计算出温度。而位置的确定是基于光时域反射OTDR技术,利用高速数据采集测量散射信号的回波时间即可确定散射信号所对应的光纤位置。
技术优势 ?连续分布式温度测量,无测量盲区?光纤即为传感器,可抗干扰 ?测量距离长?可精确定位 ?测量速度快?本质安全,适于易燃易爆环境下长 期工作 ?测量稳定可靠,误报率低?光纤寿命长,几十年免维护 性能特点 ?测量距离:10km?空间分辨率:0.5m—10m ?取样分辨率:0.25m—1m?测量时间:5s ?测量精度:1℃?友好的用户软件,提供可视化界面?提供单模光纤版本产品应用Applications 性能指标
第七章数据库恢复技术 一、选择题 1．一个事务的执行，要么全部完成，要么全部不做， 一个事务中对数据库的所有操作都是一个不可分割的操作序列的属性是（）。 A. 原子性 B. 一致性 C. 独立性 D. 持久性 2．表示两个或多个事务可以同时运行而不互相影响的是（）。 A. 原子性 B. 一致性 C. 独立性 D. 持久性 3. 事务的持续性是指（） A.事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做。 B.事务一旦提交，对数据库的改变是永久的。 C.一个事务内部的操作对并发的其他事务是隔离的。 D.事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。 4．SQL语言中的COMMIT语句的主要作用是（）。 A. 结束程序 B. 返回系统 C. 提交事务 D. 存储数据 5．SQL语言中用（）语句实现事务的回滚 A. CREATE TABLE B. ROLLBACK C. GRANT和REVOKE D. COMMIT 6．若系统在运行过程中，由于某种硬件故障， 使存储在外存上的数据部分损失或全部损失，这种情况称为（）。 A. 介质故障 B. 运行故障 C. 系统故障 D. 事务故障 7．在DBMS中实现事务持久性的子系统是（）。 A. 安全管理子系统 B. 完整性管理子系统 C. 并发控制子系统 D. 恢复管理子系统 8. 后援副本的作用是（）。 A. 保障安全性 B. 一致性控制 C. 故障后的恢复 D. 数据的转储 9．事务日志用于保存（）。 A. 程序运行过程 B. 程序的执行结果 C. 对数据的更新操作 D. 数据操作 10．数据库恢复的基础是利用转储的冗余数据。这些转储的冗余数据包括（）。 A. 数据字典、应用程序、审计档案、数据库后备副本 B. 数据字典、应用程序、审计档案、日志文件 C. 日志文件、数据库后备副本 D. 数据字典、应用程序、数据库后备副本 二、简答题 1.试述事务的概念及事务的四个特性。 答：事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。
1 光纤传感器基本原理 随着工艺水平的提高，光纤技术目前相对成熟。光纤传感器即为应用光纤传输的基本原理组合的一个广电感应系统。通常的光纤传感系统由光源、光导纤维、光传感元件，光调制元件和信号处理部分组成[3]。其工作原理如下图所示：光源发出的光经过光导纤维进入光传感元件，而在光传感元件中受到周围环境场的影响而发生变化的光再进入光调制机构，由其将传感元件测量的参数调制成幅度、相位、偏振等信息，这一过程称为光电转换过程，最后利用微处理器进行信号分析。 如前所述可以看出光纤传感器的传感机理和电磁传感器的传感机理是相似的，但是光纤传感器由于其测量信号的载体是激光，其在光导纤维内部传播，很难受到外界电磁场干扰，因此适合复杂工况下的检测，且操作方便灵活，信号输出自动化。 2 光纤传感器的分类及特点 2.1 光纤传感器的分类 2.1.1 光纤传感器的分类有不同的方式 按光纤在光纤传感器中的作用可分为传感型和传光型两种类型。 传感型光纤传感器的光纤不仅起传递光作用，同时又是光电敏感元件。由于外界环境对光纤自身的影响，待测量的物理量通过光纤作用于传感器上，使光波导的属性(光强、相位、偏振态、波长等)被调制。传感器型光纤传感器又分为光强调制型、相位调制型、振态调制型和波长调制型等。 2.1.2 传光型光纤传感器 传光型光纤传感器是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后,通过在输出端进行光信号处理而进行测量的，这类传感器带有另外的感光元件对待测物理量敏感，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调制的敏感元件才能组成传感元件。光纤传感器根据其测量范围还可分为点式光纤传感器、积分式光纤传感器、分布式光纤传感器三种。其中，分布式光纤传感器被用来检测大型结构的应变分布，可以快速无损测量结构的位移、内部或表面应力等重要参数。目前用于土木工程中的光纤传感器类型主要有 Math-Zender干涉型光纤传感器，Fabry-pero 腔式光纤传感器，光纤布喇格光栅传感器等。 2.2 光纤传感器的特点 研究和工程应用表明光纤传感器具有如下特点： ⑴高灵敏度，抗电磁干扰。由于光纤传感器检测系统很难受到外界场的干扰，且光信号在传输中不会与电磁波发生作用，也不受任何电噪声的影响，由于这一特征，光纤传感器在电力系统的检测中得到了广泛应用。 ⑵光纤具有很好的柔性和韧性，所以传感器可以根据现场检测需要做成不同的形状。 ⑶测量的频带宽、动态响应范围大。 ⑷可移植性强，可以制成不同的物理量的传感器，包括声场、磁场、压力、温度、加速度、位移、液位、流量、电流、辐射等。 ⑸可嵌入性强，便于与计算机和光纤系统相连，易于实现系统的遥测和控制。 3.光纤传感器土木工程中的应用举例 随着光纤传感技术的发展，在土木工程领域光纤传感器得到了广泛的应用，用来测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等，其中最主要的都是将光纤传感器作为一种新型的应变传感器使用。
光纤传感器的位移特性实验报告 一、实验目的 了解光纤位移传感器的工作原理和性能。 二、基本原理 本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成Y型光纤，半园分布即双D型一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距X，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，而光电转换器转换的电量大小与间距X有关，因此可用于测量位移。 三、需用器件与单元 光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源、反射面。 四、实验步骤 1、根据图1-6安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上的座孔上。其内部已和发光管D及光电转换管T 相接。 图1-6光纤传感器安装示意图
2、将光纤实验模板输出端V O1与数显单元相连，见图1-7。 图1-7光纤传感器位移实验接线图 2、调节测微头，使探头与反射面圆平板接触。 3、实验模板接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调R W、使 数显表显示为零。 4、旋转测微头，被测体离开探头，每隔0.1mm读出数显表值， 将其填入表1-4。 表1-4光纤位移传感器输出电压与位移数据 X（mm） V(v) 5、根据表9－1数据，作光纤位移传感器的位移特性，计算在量 程1mm时灵敏度和非线性误差。 五、实验数据处理 1、实验数据： X(mm) 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 V（v）0.00 0.08 0.19 0.32 0.45 0.59 0.76 0.92 1.13 1.27 X(mm) 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 V（v） 1.39 1.50 1.59 1.65 1.70 1.78 1.84 1.88 1.91 1.91
分布式光纤传感器系统测量原理 [摘要]: 光在光纤中传播，光与介质中光学声子、声学声子发生碰撞，会产生后向散射的光，这些后向散射的光的频率、强度均会发生改变。其改变量的大小与折射率等有关，而折射率等因素受光纤的应变、温度的影响。 [关键词]：光纤；光纤传感器；测量 中国分类号：TN6 文献标识码：A 文章编号：1002-6908(2007)0110021-01 1．BOTDR的分布式温度和应变测量 BOTDR的分布式应变测量原理，当入射光在光纤中传播时，入射光会与声波声子相互作用，产生布里渊散射。其散射光的传播方向与入射光的传播方向相反。当入射光的波长那布里渊散射的最大能量的频率与入射光的频率之差大约是11GHz。这个频移量就叫做布里渊频移。如果光纤沿径向发生了应变，那布里渊散射对应于应力的频移量，如图1所示： 为了测量分布式的应变，通过使用BOTDR技术，沿着光纤观测布里渊散射光的频谱，确定布里渊频移的大小，从而达到测量应力的目的。如图2所示。在光纤的一端脉冲光入射，同时在这端使用时间域的BOTDR接收布里渊后向散射光。因此，产生布里渊散射的位置与脉冲光发射的位置的距离Z可以由下列登时确定，在这个式中，时间T是发射脉冲光与接收的布里渊散射光的时间差。 为了能获得布里渊散射光的频谱，我们重复上面所做的步骤，我们缓慢的改变入射光的频谱宽度。在布里渊散射光的不同频率段，我们能获得大量的分布式能量。如图2所示。所以，我们能够从获得的布里渊散射光的波形，知道在光纤中任何位置，那散射光的频谱。所以，我们固定频谱到那些Lorentzian弯曲和使用能量峰值的频谱。通过相应弯曲位置的应力。 应变与布里渊频率的改变量的各自联系。在实际的测量中，测量之前，（1）中的系数和布里渊频移可以在无应变时测量出来。然后，频移转换成应变。 注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。