基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术的研究 硕士毕业论文
中图分类号：TM933.1 学校代码：10216 UDC：621.3 密级：公开
工学硕士学位论文
基于超磁致伸缩材料的光纤光栅
电流测试技术的研究
硕士研究生：董博
导师：滕峰成副教授
申请学位：工学硕士
学科专业：电力系统及其自动化
所在单位：电气工程学院
答辩日期：2012年5月
授予学位单位：燕山大学
A Dissertation in Power System and its Automation
THE RESEARCH OF CURRENT SENSING
BASED ON GMM AND FBG
by Dong Bo
Supervisor: Associate ProfessorTeng Fengcheng
Yanshan University
May, 2012
燕山大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术的研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。
作者签字：日期：年月日
燕山大学硕士学位论文使用授权书
《基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术的研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。
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本学位论文属于
不保密□。
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作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
摘要
摘要
在电力系统中电流的检测具有重要的作用，其检测精度以及可靠性与电力系统的安全运行密切相关。传统的电磁式电流互感器随着电力行业的发展已经难以满足需求。目前光学电流互感器因其明显的优越性为电流检测提供了很大的应用价值，是将来电力系统在电流检测方向发展的趋势之一。
本文在借鉴现有光学电流互感器的基础上了，提出了基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术，主要工作包括：
对光纤光栅的传感原理进行深入分析，根据光纤光栅的应变特性、温度特性、及交叉敏感特性，推证了相应的传感模型；分析了超磁致伸缩材料的传感特性在此基础上对超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器进行了设计，并完成了传感器对高压母线上电流进行检测的理论计算。
分析对比了现阶段常用的几种不同的光栅波长解调方法并设计了适合本方案的解调系统：可调谐F-P滤波解调系统，并对解调系统中的核心元件进行了选型。
在理论设计的基础上构建了相应的实验系统。具体分析了预应力、温度、偏置磁场等因素对实验的作用效果，设计了驱动线圈以及偏置线圈的线径、尺寸。完成了直、交流电流的测试实验，并对实验结果进行了进一步的分析、处理。
关键词：电力系统；光学电流互感器；超磁致伸缩材料；光纤光栅
燕山大学工学硕士学位论文
Abstract
The current measurement is quite important in the power industry, i ts’precision and reliability related the safety and economy of operation in electric power system closely. With the development of power, conventional current transducer can’t meet requirements. Now the optical current transformer(OCT) have potential application cost because of its’unique advantages will be used to replace conventional current transducers in the future.
In this paper, on the present situations in the field of OCT, a novel electrical current sensing configuration is constructed based on fiber bragg grating and giant magnetostrictive material. The content of this research includes:
In the depth analysis of fiber grating sensing principle, the corresponding mathematical model are derived based on the axial strain characteristic, temperature characteristic and cross-sensitivity characteristic; then the sensing properties of giant magnetostrictive material is analyzed. Then the sensor is designed based on the giant magnetostrictive material and the fiber bragg grating. Theoretically complete the calculation of the sensor detection on the high voltage bus current.
With the advantages and disadvantages of various demodulation methods are analyzed, and the appropriate demodulation is designed: tunable F-P filter demodulation system. For the core components of the demodulation system are selected.
On this foundation of theoretical design, the experiment system is built up. And it studies prestressing force effects, offset magnetic field effects and temperature effects on the experiment system. The diameter and size of the drive coil and the bias coil are designed. Completion of the DC and AC testing experiments, and the experiment result are analyzed.
Keywords: Power system; Optical current transformer; Giant magnetostrictive materials;
Fiber bragg grating
目录
目录
摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................ I I 第1章绪论 .. (1)
1.1课题背景与研究意义 (1)
1.2国内外研究现状 (2)
1.2.1 光学电流互感器研究现状 (2)
1.2.2 信号解调技术的研究现状 (4)
1.3光纤光栅传感器应用概述 (4)
1.4课题研究的主要内容 (6)
第2章光纤光栅电流传感器的设计 (7)
2.1光纤光栅特性分析 (7)
2.1.1 光纤光栅的基本原理及特征参量 (7)
2.1.2 光纤光栅传感模型的建立 (9)
2.2超磁致伸缩材料特性分析 (12)
2.2.1 超磁致伸缩材料的基本原理 (12)
2.2.2 超磁致伸缩材料的磁滞特性 (14)
2.2.3 超磁致伸缩材料传感模型的建立 (15)
2.2.4 超磁致伸缩材料的应用特性 (16)
2.3电流传感器的设计 (18)
2.4传感器电流检测实验仿真 (20)
2.5本章小结 (21)
第3章光纤光栅电流检测系统设计 (23)
3.1光纤光栅传感信号解调方法 (23)
3.1.1 光谱仪 (23)
3.1.2 边缘滤波法 (24)
3.1.3 匹配光栅法 (24)
3.1.4 非平衡M-Z干涉解调法 (25)
3.2实验所用传感信号解调方法—可调谐F-P滤波法 (26)
3.3电流检测系统整体设计 (27)
3.4本章小结 (30)
第4章实验与数据分析 (31)
4.1实验系统的搭建 (31)
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4.1.2 电源系统 (33)
4.1.3 传感系统 (34)
4.2实验数据分析 (41)
4.2.1 直流电流检测实验 (41)
4.2.2 交流电流检测实验 (44)
4.3实验误差分析 (48)
4.4本章小结 (50)
结论 (51)
参考文献 (53)
附录 (57)
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 (62)
致谢 (63)
作者简介 (64)
第1章绪论
1.1 课题背景与研究意义
在电力系统中，由于对电流监测系统和继电保护系统自动化、智能化等要求的不断提高，使电流互感器(Current Transformer, CT)的研究发展十分迅速，因而电流互感器的安全性、精确性与电力系统的可靠和经济运行密切相关[1]。目前随着大容量发电机组的投入使用和输电电压等级的提高，传统电磁式电流互感器存在的磁饱和、铁磁谐振、绝缘难度大、有油易燃易爆等问题愈来愈明显[2]。因此对于电力系统的发展需要，传统的电流互感器已经难以满足其要求。在这种背景环境下，努力寻求新型的电流互感器是未来发展的必然趋势[3]。目前研究的热点是利用光学传感技术来监测电流，即利用光电子学的方法和光纤传感技术的手段来实现的光学电流互感器(Optical Current Transformer, OCT)[4]。
光学电流互感器是将被测电流转换为光信号进行传输来实现电流互感。目前在电力系统中发电、输电和变电等领域，尤其是在对高压系统的测量与监控方面，光学电流互感器具有明显的优越性，是传统的电磁式电流互感器的理想替代产品[5,6]。光学电流互感器克服了传统电磁式电流互感器的很多缺点，具有如下几个方面的优点：绝缘性能好，成本低。在OCT中，用来做传感元件的光学材料、传输信号的光纤都是良好的绝缘材料，结构简单，降低了成本；不含铁心，不会产生磁饱和及铁磁共振，因而系统运行稳定性好，适用于大电流的故障诊断；可靠性强，无二次开路产生高压的危险以及避免了因充油引发的易燃易爆等危险；测量频带宽。OCT的测量频带范围完全由信号处理部分的电子线路所决定；抗电磁干扰性能好；重量轻，体积小，节约占地面积，安装方便；能够适应电力系统数字化、智能化、网络化的需求。所以目前光学式电流互感器在电力系统中，有着广泛的发展前途和应用前景。
综上所述，开展光学电流互感器研究的现实意义体现在以下三个方面：首先开展光学电流互感器的研究是现代科学技术发展进步的技术基础之一，起着先导作用；其次开展光学电流互感器的研究是保证现代电力行业安全高效生产，以及提高人民生活质量的重要手段；再次光学电流互感器属于高新技术的产业，具有高增长，高收益的特点。因此，研究开发新型的光学电流互感器对促进我国的国民经济的发展具有十分重要的意义。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 光学电流互感器研究现状
光学电流互感器主要研究方案有基于法拉第磁光效应的磁光式电流互感器及基于磁致伸缩材料的光学电流互感器[7-9]。
基于法拉第磁光效应的磁光式电流互感器包括全光纤电流互感器以及块状玻璃光学电流互感器两种。其中全光纤电流互感器具有光路简单，加工方便的优点，不过输出的灵敏度受到外界环境温度、入射偏振面以及光纤本身双折射等因素的影响较大。从1973年来自英国的科学家A.J.Rogers 提出了全光纤电流的设想以来，许多研究人员投入了大量时间精力研究全光纤型电流互感器，但是到目前为止，其受到温度因素以及现行双折射的问题依然并未完全解决，这也限制了其发展[10]。块状玻璃光学互感器是采用具有较高菲尔德常数的一整块光学玻璃作为核心传感元件，这样的互感器受到线性双折射的影响较小并且材料选择范围广，但是其块状玻璃具有加工难度大，易碎，成本高等缺点[11]。其中B.C.B.Chu 等人设计的块状玻璃光学电流互感器在1A~3kA 的测试范围内，获得的分辨率为20mA/Hz ，并且在频率1Hz~10kHz 范围内能够得到平坦的频率响应[12]。到目前为止块状玻璃光学电流互感器是实际经验最丰富，挂网运行最多，并且稳定性最好的一种光学电流互感器。
基于磁致伸缩效应的光学互感器进行了近二十年的研究工作。磁致伸缩材料最初是由镍合金等材料构成，这种伸缩材料伸缩系数小，精度低，从而限制了其发展。80年代美国阿姆斯实验室研制成功了新型的超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Materials, GMM)并且实现了商品化，其成分为21Fe Dy Tb x x 。最初是由美国前沿技术公司于1989年开始成产销售，随后瑞典、日本、俄罗斯、英国等国家也相继研发出2TbDyFe 产品。我国对GMM 开始的研究比较晚，不过进展速度，到目前为止北京有色金属研究总院、北京科技大学、包头稀土研究所以及甘肃天星稀土材料有限公司等单位都从事着GMM 的研发，效果显著，GMM 的一些主要性能指标基本上达到了国际同类产品的水平。由于GMM 所具有的良好特性，目前将GMM 作为核心元件的器件已经研发出许多，在很多方面都发挥了很高的使用价值。GMM 换能传感器能够将大功率电能转换成超声波的振动从而改变物质的状态，例如超声切割、超声清洗等；将其用于对金属探伤、水下探测等方面的应用也发展迅速，目前美国海军就
已成功研制一套基于GMM的声纳系统；再有就是将GMM的伸缩效应利用在精密的位移控制，其控制精度能够达到纳米级别。
将GMM用在电流互感器通常是采用在GMM圆柱体周围绕上光纤、光纤粘贴在GMM材料上或是将GMM金属膜镀在光纤表面等方法。美国的 https://www.wendangku.net/doc/fa13220984.html,rson、N.NaderRezvani和捷克的M.Sedlar将GMM周围缠绕上光纤利用M-Z干涉仪完成了电流测量实验，取得了实验阶段性的成果。2002年王廷云完成了基于GMM的光纤微分干涉电流互感器，该互感器能够完成高灵敏度、高精度的电流及磁场测量，在8A~200A的测量范围内误差约为0.5%，最小电流检测能达到0.5A，不过此方案动态线性范围较小，适合小电流的检测。张学亮等人将超磁致伸缩材料覆在去了保护层的光纤上，得到的这种传感单元具有很高的灵敏度以及传输效率，但是要在光纤表面完成磁致伸缩材料均匀的覆盖是很困难的，所以目前更多的还是采用将光纤绕在GMM表面或是用粘合剂固定的方式进行电流的检测。
光纤布喇格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)传感技术通过紫外光对光纤进行照射，使得光纤芯折射率发生变化而形成芯体布喇格光栅，对于满足布喇格条件的入射光中90%以上的窄带光谱能够实现反射，反射谱的中心波长只是由FBG的周期以及有效折射率所决定[13]。而FBG的周期和折射率只受物理量应变和温度的影响，对其他物理量不敏感。所以发生应变或是温度变化会使FBG的中心波长发生偏移，通过解调仪或是其他检测手段测出波长的偏移量就能得出应变或是温度的变化情况[14]。自从FBG被应用以来，将FBG与GMM结合起来作为电流互感器成为国内外学者研究的主要方向。2004年D.Reilly通过螺线管完了基于GMM-FBG的电流传感系统，偏置磁场由钐钴体提供，FBG的解调系统为F-P可调滤波器，该系统能够同时完成电流和温度的测量，测量范围是0.3A~1.0A和18℃~90℃[15,16]。国内很多大学如南开大学、武汉理工大学、燕山大学等对GMM-FBG相继展开了研究实验，也都取得不错的结果，不过更多的是把研究重点放在如何消除实验影响因素方面。GMM-FBG作为电流互感器，温度是唯一影响因素，对于如何消除温度影响，国内外学者都提出很多方案：D.Reilly提出的基于GMM-FBG的电流传感系统能同时完成电流和温度的测量，通过温度变化能引起FBG的波长偏移原理从电流的信号中读取出温度的变化[17]；易本顺等采用利用两个光纤光栅相互垂直粘贴在超磁致伸缩材料的表面进行温度补偿，都取得了不错的实验结果[18]。
综上所述，目前为止对GMM-FBG电流传感系统的研究仅限于处在螺线管产生
的磁场条件下，应用到实际线路测量的实例还没有。应用GMM-FBG传感系统于工频交流的测量研究仅仅开始于2004年，并且大多是集中在如何较小温度影响方面。
1.2.2 信号解调技术的研究现状
对FBG传感系统的解调实质上是指对于传感光栅反射波谱的实时监测，分析出波长大小。实际应用中FBG信号解调可分为两部分：一部分是光信号分析处理，完成光信号波长大小到电信号的转化。另一部分是对电信号的处理，将电信号转化成人们熟悉的形式。其中光信号的分析处理是解调技术的核心部分，传感光栅对于反射波长的跟踪分析能力决定了整个解调系统的分辨率、可靠性以及成本。
目前已有的解调方法分为干涉法、滤波法、色散法以及窄带激光扫描法等。
A.D.Kersey根据干涉法提出的采用非平衡M-Z干涉仪法将中心波长的偏移量转换为相位的变化量来进行检测，其动态参量的分辨率能达Hz
n/
6.0 ，该方法的优点是能提供高解析度、宽带宽的调控能力，不过该方法只适合动态应变的测量不适用于绝对应变的检测[19]；可调法F-P滤波法具有调谐范围宽的优点不过成本较高[20]；基于CCD色散解调法的解调仪一般解调速度只有几毫秒，响应时间快，抗干扰能力强，缺点是波长分辨率受到的影响因素较多；可调窄带激光扫描法具有较高的分辨率和信噪比，最小分辨率能够达到2pm，不过其稳定性较差以及解调范围不够理想的问题限制了其使用范围。
目前国内外对于FBG解调装置的研究取得了很大的进展。美国的微光公司设计的解调仪器动态解调范围能达80nm、分辨率为1pm、扫描速度能到1kHz，处于国际领先地位。国内的如北京品傲光电、上海紫珊光电等公司对FBG解调仪的研究也取得了不错的成果。
综上所述，FBG的解调技术近些年发展的比较迅猛，成熟的解调装置已经问世，其指标能够满足对50Hz工频交流电流的检测。
1.3 光纤光栅传感器应用概述
随着光纤光栅问世以来，其传感技术已经成为光纤传感技术中最具有优势的一种技术。目前在石油工业、建筑工程等行业已经取得了很好的研究成果以及得到了广泛的应用，在电力系统行业虽然起步较晚，目前整体上依然处在研究阶段，但凭借其对电磁干扰不敏感、绝缘性能好以及体积小等优势，使其在电力系统中有着广
阔的应用前景尤其是在高电磁场环境下的电气设备检测方面更是具有不可替代的优势。
(1) 航空航天中的应用。航空航天业中传感器的尺寸和重量尤为重要，因此小巧的光纤光栅就成为最好的选择，几乎没有其他传感器可以与之相比。美国国家航空和宇宙航行局就对光纤光栅传感技术非常重视，仅波音公司就具有好几个注册的光纤光栅传感器的专利[21]。
(2) 土木工程中的应用。光纤光栅在土木工程中的结构监测是其应用最多的领域。对于桥梁、隧道、矿井、大坝等工程的力学参数的监测对于其维护以及健康状况是非常重要的。通过监测上述工程中的应变分布，能够了解结构的负荷情况及健康情况[22]。目前光纤光栅传感器主要是贴在结构表面或是预先埋入结构中，从而对结构进行各种监测。
(3) 石油工业中的应用。石油化工行业属于易燃易爆行业，并且工作环境空气中带有重金属、化合物、燃化油等物质，这些都很不利于常规的传感器工作[23]。由于独特的电绝缘性以及在易燃易爆场合的本征安全性，并且对于腐蚀液体的抗拒性这些特性都赋予光纤光栅传感器独一无二的优势，使其在石油化工行业中具有广泛的应用。目前光纤光栅传感器替代传统的传感器广泛的应用在油田储量勘测以及海洋石油平台上的监测工作[24-26]。
(4) 核工业中的应用。核工业场所是一个高辐射的地方，核泄漏对于人的身体健康是一个极大的威胁，因此对于核电站的安全监测是非常有必要的[27]。对于老化的核装置，需要更多的修理及维护，直到最终需要拆除，这些在设计初都是不能预见的，因此就需要更多的传感器来监测设备的运行情况，来处理不确定情况[28]。目前在核工业中应用光纤光栅传感器较多的是对于核电厂混凝土变形的检测以及地下核废料中的应变及温度的检测[29]。
(5) 电力行业中的应用。电力行业中高压开关、发电机定子、高压变压器绕组等地方的温度以及位移等参数的在线监测都要求具有很好的绝缘性以及小尺寸，光纤光栅正是满足这些测量要求的最佳选择。对于人难以到达的地方，如沙漠、荒山、森林等地的光缆传输以及变电站等设备采取分布式光纤光栅进行遥控可以大大减少设备的维护费用。目前日本北海道已将光纤光栅传感器应用于高压线路的积雪负荷监测[30]。
电力系统的稳定性对于整个国家经济的发展起着重要的作用。2003年的美加电
网崩溃导致大面积停电的事故就造成了不下300亿美元的损失[31]。因此配置可靠的检测系统对电力系统进行实时监测，是保证电力系统稳定、安全运行的有效方法。光纤光栅作为近几十年新兴出来的传感技术，以其突出的电气绝缘性能、良好的抗辐射能力、小巧的尺寸以及快速的响应时间等特点都为在电力行业应用提供了强大的可能性。
1.4 课题研究的主要内容
本文在对超磁致伸缩材料与光纤光栅传感技术进行分析研究的基础上，提出了一种基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流互感器，所做工作主要有：
(1) 分析研究光学电流互感器国内外发展现状，提出基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流检测的方案。
(2) 论述光纤光栅与超磁致伸缩材料的传感原理与基本性能，完成传感器的设计及计算机仿真。
(3) 完成电流检测系统整体的设计工作，并对其中核心元件进行了分析。
(4) 为搭建相应的实验系统选择核心材料，具体分析预应力、温度、偏置磁场等因素对实验的影响，设计完成驱动线圈以及偏置线圈的线径、尺寸。
(5) 构建相应实验系统，完成直流、交流测试实验，并通过实验结果还原到实际应用中去。对实验数据进行分析处理，具体分析产生实验误差的原因，并提出提高灵敏度的方法。
第2章 光纤光栅电流传感器的设计
自从1978年，加拿大的K.O.Hill 等人在实验室首次发现了光纤中的光栅效应，并且成功制作出世界上首根光纤布喇格光栅以及1989年美国的G .Melt 等人发明了紫外光侧写入技术以来，FBG 随着制造水平的逐步提高，其应用前景也迅速开展，目前FBG 传感已经成为最优秀的光纤传感器之一。超磁致伸缩材料是目前研究较多的一种新型稀土合金材料，具有较大的磁致伸缩系数。本章主要介绍光纤光栅的基本原理以及超磁致伸缩材料的一些基本特性，并根据其传感特性完成传感器的设计工作。
2.1 光纤光栅特性分析
2.1.1 光纤光栅的基本原理及特征参量
光纤光栅是在光纤表面利用周期性强度调制的紫外光从光纤的侧面照射光纤，使被照部分光纤纤芯的折射率发生永久性的变化，这一永久性改变了折射率的光纤即称为光栅。当照射光撤去后，在光纤中输入一段波长范围的宽带光，那些满足由照射时决定的Bragg 波长的宽带光将被反射，其余的光不会受到影响[32]。
光纤光栅实质上是在光纤中写入了一个反射镜，其原理如图2-1，i I 为由光源产生宽带激光，照射进光栅后与光栅中心波长相同的光会被反射回来即图中r I ，其余的光则会透射出去即t I 。其中可以由测量反射光谱的中心波长或是透射光谱的中心波长进行布喇格光栅效果测试实验。
纤芯
I I r
I
图2-1 光纤光栅的基本原理图
光纤光栅的主要特征参量包括：中心波长、反射谱带宽、以及峰值反射率，具体描述如下。
(1) Bragg 波长B λ
光纤光栅的Bragg 波长B λ是指在光纤光栅中传输的能满足Bragg 条件的波长，依据光纤光学，即使基模与其相对应的光线方向也和光纤的光轴有很小的夹角φ，如图2-2该光线对布喇格光栅的余角设为θ，有 90=+θφ，满足Bragg 条件的波长B λ可以证明满足： θλsin 21n B Λ=
(2-1)
或
φλcos 21n B Λ=
(2-2)
式中 Λ——栅格周期。
φcos 1n 通常写成有效折射率eff n ，它的大小介于1n ，2n 之间，即1n >eff n >2n ,这
样可以写为[33]：
eff B n Λ=2λ
(2-3)
光轴
图2-2 光纤光栅分析图
(2) 反射谱带宽λ?
如果反射光的波长为B λ，则它具有一定的带宽，计算式为：
L n L eff B 2/]
[2
/1222+=?πλλ (2-4)
式中 L ——光栅长度(mm)。
(3) 峰值反射率R
最大的反射率R 可根据下式求出：
2tan φL R =
(2-5)
2.1.2 光纤光栅传感模型的建立
由公式（2-3）可知，光纤光栅的Bragg 波长是随着光栅周期Λ和纤芯有效折射率eff n 而改变的，其变化量?Λ和eff n ?导致符合Bragg 条件的反射波长发生位移
B λ?[34]。由Bragg 条件可知：
?Λ+Λ?=?eff eff B n n 22λ
(2-6)
当光纤光栅受到应力作用情况下或是受到温度变化影响时，eff n 和Λ都会发生变化。为方便研究，首先忽略应力和温度的交叉敏感，仅考虑在单一应力或是温度作用下的传感特性。
(1) 光纤光栅应变传感模型的建立
Bragg 波长受应力影响是由弹光效应和光栅周期的伸缩而导致。为简化推导，假设光纤光栅除受轴向力作用外忽略其它方向受力作用，以及忽略温度及其它参数的影响。轴向力应变作用，具有拉伸和伸缩两个作用，应变对光栅周期影响导致光栅的周期性伸缩：
)1(ε+Λ=?Λ (2-7)
式中 ε——轴向的应变量。
利用介电常数ε与相对介电抗渗张量ij β的关系：
2
/1/1ij ij n ==εβ
(2-8)
可得：
???????
?
??-=????????
?=?????????=?3
2
221
1eff
eff eff ij ij n n n n β (2-9)
式中 ij n ——某一方向上的光纤折射率。
此时应是轴向力作用的方向，故将ij n 用eff n 代替，再根据轴向应变的表达式
L L z /?=ε，则光纤光栅方程变成为：
L L n n n z
eff eff eff
B ?Λ?+??
?????
?
????????????-Λ=?ελ21222
3 (2-10)
再根据材料的弹光性质
n m mn p εβ?=?2
(m ，n=1,2,3)
(2-11)
式中 m p ——材料的弹光系数。再根据式(2-3)可得：
z i i i eff p v p v p n ε)()/1(332212
--=?
(2-12)
式中 2v ,3v ——光纤的泊松比，且有：
z
j v v εε???
?
??????
--=321 (2-13)
由此可得因轴向应力作用而引起的Bragg 波长B λ的变化量：
z ei z eff eff
B
B
p n n εελλ)1()/1(2
2
2
-=+?-
=?
(2-14)
式中 )(2)1
(2332212
22i i i eff eff
eff
ei p v p v p n n n p --=?= (2-15)
其中ei p 是一个与材料有关的系数，在一般的石英光纤中22.0≈ei p ，所以式(2-14)可以表示为：
z z ei B
B
p εελλ78.0)1(=-=?
(2-16)
(2) 光纤光栅温度传感模型的建立
当光纤光栅环境受到温度T ?变化时，Bragg 波长偏移一方面是由于热致效应导致光栅周期发生变化，可以表示为：
T ??Λ?=?Λα (2-17)
式中 α——光纤的热膨胀系数。
另一方面是由于热光效应使光栅的折射率发生了变化，可以表示为：
T n n eff eff ???=?γ
(2-18)
式中 γ——热光系数。
热光效应是温度引起Bragg 波长偏移的主要因素，它占热偏移的95%左右，γ可以表示为：
dT dV
dV dn n eff eff ??-=1γ
(2-19)
式中 V ——光纤的归一化频率。
所以温度对于Bragg 波长偏移的影响为：
T B
B
?+=?)(γαλλ (2-20)
对于石英光纤，热膨胀系数7105.5-?≈α。热光系数γ为610)3.7~1.7(-?/℃(150℃~200℃)，61010-?/℃(400℃)。
可以看出，当确定好光纤光栅的材料后，光纤光栅对温度的灵敏度系数也就确定为与材料系数相关的常数，从理论上可以确定采用光纤光栅作为温度传感器会有很好的线性输出。
(3) 光纤光栅应变-温度耦合模型的建立
应变与温度的变化都会导致光纤光栅的波长偏移，当它用于单个参量传感的时候，其另一种变量的交叉敏感问题会对传感产生干涉，所以有必要建立光纤光栅的应变-温度耦合模型。
假设温度在较小范围内变化，那么对于温度变化范围内材料的弹光系数及泊松比就可以常数对待，从而能够得出应变-温度的光纤光栅交叉灵敏度系数为：
()][()()T
p T p T p T K ei B
B ei B ei B T ?-?+??-=?-?=???=1112λλ
λελε
(2-21)
整理可以得到：
()()][()B ei t B ei ei T p K K p p K λελεγαεε?-?=?--+=221
(2-22)
对于一般光纤光栅，当温度在0℃~100℃和应变在0~1％的测量范围内，通过实验测试，由温度产生的相对误差仅为0.77％，由应变产生的相对误差为4109.7-?。因此在测量条件下，光纤光栅的交叉灵敏度对实验结果影响不大。
因此忽略交叉灵敏度的响应，Bragg 的波长偏移在温度和应变共同作用下可以表示为：
T p z ei B
B
?++?-=?)()1(γαελλ
(2-23)
从式中可以看出，在实际的测量中，应该考虑到增敏以及去敏的问题，即降低非被测量的灵敏度，增加被测量的灵敏度。对于本课题，增加对应变量测量的灵敏度时，需要采取温度补偿方式来降低温度对于Bragg 波长的偏移，具体补偿方式在后面的章节会展开讨论。
2.2 超磁致伸缩材料特性分析
2.2.1 超磁致伸缩材料的基本原理
处在外磁场中的铁磁体被磁化后，其长度以及体积会发生变化，这种现象称之为磁致伸缩效应。焦耳(J.P.Joule)于1842年发现此现象，所以磁致伸缩效应也称为焦耳效应[35,36]。
磁致伸缩效应有两种表现形式： (1) 线磁致伸缩效应
这是指铁磁体在磁化过程中发生线性的伸长或是收缩，如图2-3所示。线磁致伸缩系数用λ表示，l l /?=λ。其中l 为铁磁体的长度，l ?表示铁磁体在l 方向上的伸长量。当0>λ时表示铁磁体沿磁场的方向伸长，垂直于磁场方向缩短，称为正线磁致伸缩；当0<λ表示铁磁体沿磁场的方向缩短，垂直于磁场方向伸长，称为负线磁致伸缩[37]。
H
图2-3 铁磁体线磁致伸缩效应示意图
(2) 体磁致伸缩效应
这是指铁磁体在磁化过程中发生了体积的膨胀或是收缩。体磁致伸缩系数用ω表示，V V /?=ω。其中V 表示铁磁体的原始体积大小，V ?表示铁磁体经过磁化作用后的体积变化。当0>ω时表示铁磁体经过磁化作用后发生体积膨胀，称为正体磁致伸缩；当0<ω表示铁磁体经过磁化作用后发生体积收缩，称为负体磁致伸缩。体磁致伸缩的量比较小，一般ω由应变张量S 的分量表示[38]：
321S S S ++=ω
(2-24)
由于铁磁体的体磁致伸缩效应很小，所以目前对铁磁体的磁致伸缩效应的研究工作主要集中在线磁致伸缩效应方面，所以磁致伸缩效应通常指线磁致伸缩效应。
磁致伸缩系数λ与温度和磁场相关。随着温度的变化，λ会发生变化，当温度达到居里温度时，磁致伸缩效应将会消失。在一定的温度下，λ随着磁场的增大而增加，当磁化强度达到饱和时，λ也会达到一个饱和值，这个值称为饱和磁致伸缩系
数用s λ表示，对于已知铁磁体s λ是一个常数。
s λ是一个可正可负的系数，其正负是这样定义的：随磁场强度H 的增加至饱和状态，铁磁体沿磁化方向发生伸长，则s λ为正；随磁场强度H 增加至饱和状态，铁磁体沿磁化方向发生缩短，s λ为负。
几种铁磁体磁致伸缩系数随磁场强度变化如图2-4所示。
)磁致伸缩系数 λ∥6
10-
图2-4 几种铁磁体磁致伸缩系数随磁场变化示意图
除磁致伸缩效应以外，磁致伸缩材料还有以下几种效应[39]
(1) Villari 效应。即磁致伸缩的逆效应，当磁致伸缩材料发生形变或是受到应力作用下会引起材料的磁化状态发生改变的现象。
(2) E ?效应。随着磁场的变化，磁致伸缩材料的杨氏模量H E 也会发生变化的现象。
(3) Viedemann 效应。在磁致伸缩材料上形成适当的磁路，磁路中通过电流时，发生扭曲变形的现象。
(4) Viedemann Anti -效应。磁致伸缩材料受到外力发生扭曲变形时，会在二次线圈中有电流产生的现象。
(5) Jump 效应。对磁致伸缩材料施加适当的预应力，在外磁场变化下，磁致伸缩效应会产生跃变式的增加，磁化率也会发生改变的现象。
超磁致伸缩材料(GMM)是20世纪70年代研制成功并迅速发展起来的一种新型功能材料。同铁、镍、钴等材料相比，GMM 的磁致伸缩量更大，其磁致伸缩系数是一般磁致伸缩材料的102~103倍。其中铽镝铁系列(TbDyFe)磁致伸缩合金于1989年
光纤通信论文毕业设计
光纤通信 专业: 通信技术班级: 0701 姓名: 学号: 完成日期: 2009 年11 月30 日
摘要本文简要介绍了光纤通信发展的历史及现状,较全面的向大家展现了制作"光缆开剥与接续"多媒体课件的过程。与此同时,还对课件制作过程中使用的工具和器材及作者的心得体会作了基本介绍,希望能给读者以启发. 一、前言 光纤通信自问世以来,通过其通信容量大、传输距离长、抗电磁干扰、保密性好、重量轻、资源丰富等优点,已经广泛应用于市内局间中继,长途通信和海底通信等公用通信网以及铁道、电力等专用通信网,同时在公用电话、广播和计算机专用网中得到应用.并已逐渐用于用户系统.光缆将取代过去用户系统无法实现宽频信息传输的传统线路,这样便可提供高质量的电视图像和高速数据等新业务,以满足人们广泛的生活和业务的需要. 光缆线路,是光纤通信系统组成的重要部分.光缆线路的建设质量是确保光通信系统性能良好和长期稳定的关键,而光缆开剥接续则是光缆线路施工中工程量大,技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和寿命,光缆开剥、接续、封合的快慢将影响整个工期的进程,对于20
芯以上光缆的接续不仅要求施工人员技术熟练,而且要求施工组织严密,在保证质量的前提下,确保施工的时间。 . 二、光纤通信的发展概况及动向 2-1发展概况 光波是人们最熟悉的电磁波,其波长在微米级,频率为100000亿HZ数量级.由电磁波谱中可以看出,紫外线、可见光、红外线均属于光波的范畴.目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内,即波长为0.8-1.8um可分短波长波段和长波长波段,短波长波段是指波长为0.85um,长波长波段是指1.31um和1.51um,这是目前采用的三个通信窗口. 利用光导纤维作为光的传输介质的光纤通信其发展只有二、三十年的历史,它的发展以1960年美国人Mainman发明的红宝石激光器和1966年英籍华人高琨博士提出利用SIO2石英玻璃可制成低损耗光纤的设想为基础,直到1970年美国康宁公司研制出损耗为20db/km的光纤,才使光纤进行远距离传输成为可能.自此以后,光纤通信在世界范围内展开并得到迅猛发展,在短短的一、二十年的时间中,以从0.85um短波长多模光纤发展到1.31um-1.55um的长波长单模光纤,同时开发出许多新型光电器件,激光器寿命已达十万小时甚至百万小时,许多国家相继建成了长距离的光纤通信系统.
光纤通信分析论文
光纤通信分析论文 一、光波分复用（WDM）技术 光波分复用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。 WDM技术对网络的扩容升级，发展宽带业务，挖掘光纤带宽能力，实现超高速通信等均具有十分重要的意义，尤其是加上掺铒光纤放大器（EDFA）的WDM对现代信息网络更具有强大的吸引力。 二、WDM系统的基本构成 WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。单向WDM 是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络。目前单向的WDM 系统在开发和应用方面都比较广泛，而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响，目前实际应用较少。 三、双纤单向WDM系统的组成 以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成：光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。 1.光发射机 光发射机是WDM系统的核心，除了对WDM系统中发射激光器的中心波长有特殊的要求外，还应根据WDM系统的不同应用（主要是传输光纤的类型和传输距离）
软件测试论文
桌面端软件测试毕业论文 2016年12月16日
桌面端软件测试的设计 摘要 作为软件开发的重要环节，软件测试越来越受到人们的重视随着软件开发规模的增大、复杂程度的增加，以寻找软件中的错误为目的的测试工作就更加困难为了尽可能多地找出程序中的错误，生产出高质量的软件产品，加强对测试工作的研究尤为重要本课题以Sun中国工程院的Linux桌面系统项目——JavaDesktopSystem的测试工作为基础，结合现有测试理论对基于Linux的桌面系统的测试方法和测试技术进行了深入细致的分析研究并取得了多项创新性成果在理论方面提出了复合白盒测试法和缺陷图表统计模型复合白盒测试法是一种综合性的测试方法，它利用测试覆盖技术和面向缺陷的测试方法使发现的缺陷数量最大化，利用域比较测试技术和Mutation法降低测试用例的执行次数从而减轻工作量缺陷图表统计模型是基于缺陷统计分析的桌面软件质量评价方法，其核心包括缺陷分布统计、缺陷龄期统计和缺陷趋势统计这些理论方法已在JavaDesktopSystem的测试实践中得到应用，并取得很好的实际效果设计测试用例和测试工具是桌面系统软件测试中的关键技术问题本文以JavaDesktopSystem的重要组件Mozilla浏览器为对象，阐述了测试用例DOM引擎和Javascript解释器、辅助测试工具IECT和自动化性能测试工具Loadpage 的实现方法，并详细介绍了许多技术解决方案这些测试用例和测试工具在Mozilla浏览器的测试中正发挥着重要的作用 关键词：Linux、桌面端、软件测试 Abstract As an important part of software development, software testing is more and more attention with the increase of software development scale and complexity, to find the mistakes in the software for the purpose of testing is more difficult as much as possible in order to find bugs in the program, to produce high quality software products, it is very important to strengthen the research the testing work in this research project Linux desktop system Sun China Academy of Engineering -- JavaDesktopSystem test as the basis, combined with the existing testing theory is a testing method of comprehensive test method based on Linux desktop system and test technology is analyzed in detail and made a number of innovative achievements in the theory of composite white box testing method and bug graphical statistic model of composite white box testing method is proposed, it uses technology and test coverage Test method for defects that maximizes the number of defects found, using domain comparison test technique and Mutation method to reduce test execution to reduce workload bug graphical statistic mode is desktop software quality evaluation method based on the statistical analysis of defects, which includes defect distribution statistics, defect age and bug trend statistics of the theory and method the test has been applied in the practice of JavaDesktopSystem,
光纤通信的发展趋势探讨毕业论文
本科生毕业设计（论文）资料第一部分论文说明书
（2010届） 本科生毕业论文光纤通信的发展趋势探讨
长沙学院本科生毕业论文光纤通信的发展趋势探讨 系（部）：电子与通信工程系 专业：通信工程
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解XX大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
摘要 光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面，本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。 本文首先介绍了光纤通信发展的历史，通过对光纤基本构成：光纤、光源、光检测器特点的介绍，表明光纤通信技术的发展是离不开光器件的发展的，全文围绕光纤通信的容量和速率以及实际应用的几个发展趋势作了详细的介绍，并对世界较前沿的通信技术作了简单的介绍。 通过对光纤通信几个发展趋势进行的学习以及实际工作的了解，发现传统的通信网络无论从业务量设计、容量安排、组网方式，以及交换方式上来讲都已无法适应这些新的发展趋势，各大公司都在设计未来网络的蓝图，诸如可持续发展的网络、一体化网和新的公用网等等，其基本思路都是相同的，即具有统一的通信协议和巨大的传输容量，能以最经济的成本，灵活可靠持续地支持一切已有和将有的业务和信号。 关键词：DWDM MSTP TMN SDH/SONET 智能ASON FTTH ABSTRACT The birth and development of optical fiber communication is a major revolution in
光纤通信技术论文
光纤通信技术论文 论光纤通信技术的特点和发展趋势 摘要：光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到十分重要的作用。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及发展趋势。 关键词：光纤通信技术特点发展趋势接入技术 引言 近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。 1.光纤通信技术定义 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤
通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。 2.光纤通信技术的特点 2.1 频带极宽，通信容量大。 光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。 2.2 损耗低，中继距离长。 目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤；此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。 2.3 抗电磁干扰能力强。
最新软件测试毕业设计
阜阳师范学院 本科毕业设计 题目：班级管理系统的测试 学号：姓名： 年级： 系别： 专业：完成日期： 指导老师： 班级管理系统的测试 姓名：学号：指导教师：
摘要在软件生命周期的各个阶段，都有可能会产生差错。虽然在每个阶段结束之前都有严格的复审，以期望能尽早的发现错误，但是经验表明审查并不能发现所有差错。如果在软件投入生产性运行之前，没有发现大部分错误，则这些错误迟早会在运行过程中暴露出来，甚至造成严重的后果，等到那时去改这些错误的代价会很高。测试的目的就是在软件投入生产性运行之前，尽可能地发现软件中的错误，测试是对软件规格说明、设计和编码的最后复审，所以软件测试贯穿在整个软件开发期的全过程。要对软件进行测试首先要明白软件要实现的功能，否则无法对软件进行测试。本文在分析软件测试的方法、目的、流程图等基本概念的基础上，重点介绍了对自己开发的班级管理系统的测试。 关键词：安装测试、功能测试、性能测试、单元测试 1. 软件测试的概念 1.1软件测试的定义 软件测试（Software testing）是软件生存期（Software life cycle）中的一个重要阶段，是软件质量保证的关键步骤。通俗地讲，软件测试就是在软件投入运行前，对软件需求分析、设计规格说明和编码进行最终复审的活动。1983年IEEE提出的软件工程术语中给软件测试下的定义是：“使用人工或自动的手段来运行或测定某个软件系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的需求或弄清预期结果与实际结果之间的差别”。这个定义明确指出：软件测试的目的是为了检验软件系统是否满足需求。 从用户的角度来看，普遍希望通过软件测试暴露软件中隐藏的错误和缺陷，所以软件测试应该是“为了发现错误而执行程序的过程”。或者说，软件测试应该根据软件开发各阶段的规格说明和程序的内部结构而精心设计一批测试用例（即输入数据及其预期的输出结果），并利用这些测试用例去运行程序，以发现程序错误或缺陷。 1.2 软件测试的目的、原则、基本要求 1.2.1测试的目的 1.检验开发出来的软件是否符合用户的需求。 2.尽可能多地发现程序中的错误和缺陷。 1.2.2 基本要求(测试人员) 1.了解软件的总体设计思路和详细设计过程 2.对整套软件的数据流程要十分清晰 1.2.3 测试用例 由测试数据和相应的预期结果构成。在测试之前，一定要设计好测试数据和相应的预期结果，这是测试用例的基本原则和进行有效测试的最好途径之一
软件测试专业毕业论文样文模板
第一章引言 1.2 软件测试的背景和意义 随着计算机技术的迅速发展和越来越广泛深入的应用于国民经济和社会生活的各个方面，随着软件系统的规模和复杂性与日俱增，软件的生产成本和软件中存在的缺陷和故障造成的各类损失也大大增加，甚至会带来灾难性的后果。软件质量问题已成为所有使用软件和开发软件的人关注的焦点。由于软件是人脑的高度智力化的体现和产品这一特殊性，不同于其他科技和生产领域，因此软件与生惧来就有可能存在着缺陷。如何防止和减少这些可能存在的问题呢？回答是进行软件测试。测试是最有效的排除和防止软件缺陷与故障的手段，并由此促进了软件测试理论与技术实践的快速发展。新的测试理论，测试方法，测试技术手段在不断涌出，软件测试机构和组织也在迅速产生和发展，由此软件测试技术职业也同步完善和健全起来。 1.3 软件测试理论基础 1.3.1 软件测试定义 为了发现程序中的错误而执行程序的过程。 1.3.2 软件测试的目标 ◆测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程； ◆好的测试方案是极可能发现迄今为止尚未发现的错误的测试方案； ◆成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错误的测试。 1.3.3 软件测试的容 软件测试主要工作容是验证和确认，下面分别给出其概念： 验证是保证软件正确地实现了一些特定功能的一系列活动，即保证软件做了你所期望的事情。 ◆确定软件生存周期中的一个给定阶段的产品是否达到前阶段确立的需求的过程； ◆程序正确性的形式证明，即采用形式理论证明程序符号设一计规约规定的过程； ◆评市、审查、测试、检查、审计等各类活动，或对某些项处理、服务或文件等是否和规定的需求相一致进行判断和提出报告。
光缆线路工程设计_毕业论文
光缆线路工程设计 摘要 当今的通信方式是以光纤通信为主，微波、卫星通信为辅的格局。也正因如此，光纤通信的发展显得越发重要。 随着国际互连网等信息技术的普及应用，加之由于经济的快速发展，人们对通信的需求更加强烈，这要求光纤通信向着大容量，高速率，远距离方向迅猛发展。光网络的发展又使得光缆的新结构不断涌现，新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。由此光缆的种类也趋于多样化，对一些特殊环境更有特种光缆来满足特殊的要求。 随着中央政府加大对农村经济的扶持和投资，贵州黔西南州的经济得到快速发展，广大农民的富裕度得到迅速的提高，人们在生活、商贸、工作中对移动通信的需求越来越大，对通信质量要求也越来越高；因此贵州通信服务公司本着回报社会的态度，决定加大对农村的投入，扩大信号覆盖面，为百姓的经济发展服务，于是提出了安龙等村通二期工程。 光缆线路工程设计的研究表明，在同一地区的不同地段，对于光纤和路由的选取、敷设都是不同的，根据具体的现场情况和经济、建设要求做出正确的、合理的选择，是保证光纤通信系统长期、稳定、安全工作的前提。对于光缆的敷设也有各种具体的要求，同样保证光纤通信的正常工作。系统的调试开通与验收，后期的维护都是光缆工程必不可少的工作。 【关键词】：光缆线路，光纤，工程设计，概、预算
ABSTRACT Today's communication is based on optical fiber telecommunications, microwave and satellite communications supplemented pattern.For this reason, the development of optical communication is becoming more and more important. As international Internet and other information technologies widely used, And because of the rapid economic development, for the communications needs of more intense, require fiber communication toward large-capacity, high-speed, the rapid development of long-range direction. The development of optical network cable also makes the new structure will continue to emerge. The new generation of all-optical cable network requirements for wider bandwidth to accommodate more wavelengths and higher transmission rate, ease of installation and maintenance, such as longer life expectancy.This type of cable is also tending to diversify ,for some special environment more special cable to meet special requirements. Along with the central government to increase rural economic support and investment, the Guizhou Qianxinan’s economic have got rapid development, The wealth of the majority of farmers was rapidly increased, people in life, business, work on the Mobile Communication growing demand for quality communications are increasingly high requirements; Therefore Guizhou communications services company in return society's attitude and decided to increase their investment in rural areas and expand signal coverage, for the people in the economic development of services, and the second project about villages such as Anlong. Optical Cable Design Research shows that in the same area lots, and fiber routing selection, installation is different, according to the specific circumstances and the economy, the demand to make a correct and reasonable choice is the guarantee of optical fiber communications system long-term, stable, safe working premise. Cable installation for a variety of specific demands, and also assue optical fiber communications normal work.
光纤通信论文
浅谈光纤光缆技术的未来前景 学院电子信息学院 年级大三 专业电信 日期2017.6 姓名张辂 学号1428403044
摘要 (1) 一、有源光纤 (2) （一）色散补偿光纤(Dispersion Compesation Fiber，DCF) (2) （二）光纤光栅(Fiber Grating) (2) （三）多芯单模光纤(Multi-Coremono-Mode Fiber，MCF) (3) 二、光有源器件的进展 (3) （一）集成器件 (3) （二）垂直腔面发射激光器(VCSEL) (3) （三）窄带响应可调谐集成光子探测器 (3) （四）基于硅基的异质材料的多量子阱器件与集成(SiGe/Si MQW) (3) 三、光无源器件 (4) 四、光复用技术 (4) 五、光放大技术 (4) 参考文献 (6)
当今世界，是信息的世界。“得信息者得天下”，已经成为世界各国的共识。作为个人，在这个“互联网+”的大数据时代中，为了生计也不得不获取各种各样的信息。在这样的背景下，信息高速公路建设已成为世界性热潮。而光纤通信技术作为信息高速公路的核心和支柱，自然而然的被推到了时代的前线，成为各国大力发展的重要目标。 光纤通信是一个巨大的系统工程。它的各个组成部分互为依存、互相推动，共同向前发展。就光纤通信技术本身来说，应该包括以下几个主要部分：光纤光缆技术、传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。 本文将着重就光纤光缆技术极其相关的光有源器件和光无源器件做一定的介绍，共同探讨光纤光缆技术的未来前景。 关键词：光纤、通信、前景。 Abstract Today’s world is an informational world.“The one who wins the information wins the whole world”has becomes a common view worldwide. As for the individual,living in the Age of“Internet+”and Big Data, we have to gain various sorts of information in order to make a living.In this context,the information highway construction has become a worldwide craze.As the core of the information highway and the pillar of the optical fiber communication technology has become a top priority. Optical fiber communication industry is a huge systematic project. Its components are interdependent and mutually promote,together forward. On optical fiber communications technology themselves,it should include the following major components:fiber optical cable technology,transmission technology,optical active devices,optical passive devices and optical network technology. This paper will focus on the optical fiber cable technology and the related optical active devices and optical passive devices,and discuss the future of the optical fiber cable technology together. Keywords:optical fiber,communication,prospect.
如何进行系统测试管理
如何进行系统测试管理 当一个测试团队发展到一定规模，各个项目进行测试的时候，都需要对活动进行管理，保证各个活动正常有序的进行，那么该如何进行系统测试管理呢？大概归纳了一下，包括一下6个方面： 一、测试套件管理 测试套件包括：测试用例、驱动和桩。特别地，自主开发的专有测试工具也是测试套件。测试用例包括文字描述型测试用例、脚本型测试用例和测试输入、预期的输出数据。所有这些测试套件的选择使用都是按计划，有步骤地进行的所有的测试套件都和被测软件的版本有着密切的对应关系。 主要对测试套件进行这样一些管理要求： 1）驱动和桩以及自主开发的专用测试工具能在对应的测试版本下立即提取并正确运行； 2）脚本型测试用例能在对应的测试版本情况下立即提取并正确运行； 3）用例集的执行状态和执行结果； 4）用例状态和系统需求的对应关系等。 因此，测试套件应该是有版本的，能唯一标识的，执行状态和结果是可报告和有追踪性的 二、测试工具管理 建议按照四个步骤来进行： 1、定义软件测试工具的需求：分析组织的能力和准备程度，定义组织的需求，定义成功的准则，建立软件测试工具采用策略。 2、评价和选择软件测试工具：评审软件测试工具的工具市场，对测试工具进行评价和选择。 3、进行实施试点：决定试点特性，计划试点，执行试点，评价试点，决定是否购买。 4、推广使用工具：定期评审，收集使用效果。 对于自制工具，经过归档后，可以参照上述四个步骤进行管理 三、系统测试活动管理 测试相关人员在项目生命周期的每个子周期或迭代中各个阶段的测试活动分别如下： a）立项阶段 在项目启动阶段，开始测试前期准备，拟制初步的测试计划，主要关注点为：相关业务知识和测试技术培训，测试角色分配。确认验收准则：测试团队对产品经理和用户达成一致的验收准则进行审核，确保它们的正确性，可读性，可测试性 b）需求分析阶段 项目进入需求分析阶段，测试团队的工作开始全面展开，需要确定项目的范围验证，质量要求定义，测试策略制订，测试流程剪裁，测试工具、测试环境和设备准备，测试风险识别。主要活动如下：
软件测试毕业论文设计89033
摘要 随着中国IT行业的发展和软件市场的成熟，人们对软件作用期望值越来越高，软件的质量、性能、可靠性等方面也正逐渐成为人们关注的焦点。近年来，由于软件错误而造成经济损失，导致严重后果的事例屡见不鲜。因此，如何让保证软件产品的质量和可靠性就成为人们必须解决的一个重要问题，而软件测试是保证软件质量的一个重要手段。 在软件行业日新月异的发展进程中，软件的品牌以及种类已经到了数不胜数的地步，而软件测试已成为其中一个不可分割的部分。新的测试理论，测试方法，测试技术手段在不断涌出，软件测试机构和组织也在迅速产生和发展，由此软件测试技术职业也同步完善和健全起来。本软件的开发过程完全遵循软件开发流程来完成的。经历了需求分析阶段，数据库设计阶段，界面开发阶段，编码阶段，最后通过软件测试，完成整个软件的开发。 测试软件使用Qucktest Professional（QTP）软件，该软件是一个比较全面的，能对被测软件比较完美分析。并且能从中测试出被测软件的一些列的问题。而傻瓜进销存系统是一款提供进货、出货以及库存管理一款全方位软件，是做的比较好的一款软件，它的开发，不仅为使用商提供了极大的便宜，也使得办公的效率明显的得到提高。 傻瓜进销存项目简单实用为目标，以通用型为基础的进销存财务一体化管理软件，可以用最简洁的方法掌控货物与财务的变化，我承担的的工作就是对傻瓜进销存的采购和库存功能模块进行测试，傻瓜进销存的采购和库存方面包括供应商、采购入库、采购退货、库存查询、采购订单、采购入库查询、采购退货查询、调库管理、库存盘点、仓库资料、报溢管理、商品拆分管理、报损管理、商品合并管理。 关键字：软件测试、需求分析、测试用例、QTP测试、 目录 摘要 (1)
光纤通信技术论文
光纤通信技术 光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。 光纤通信就是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。光纤通信具有以下特点：(1)通信容量大、传输距离远。 (2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳。 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。 (6)无辐射,难于窃听, (7)光缆适应性强,寿命长。 (8)质地脆，机械强度差。 (9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。 (10)分路、耦合不灵活。 (11)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm） (12)有供电困难问题。 就光纤通信技术本身来说，应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。 光纤光缆技术 光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。早期光纤的传输窗口只有3个，即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)以及S波段窗口。其中特别重要的是无水峰的全波窗口。这些窗口开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内，都能实现低损耗、低色散传输，使传输容量几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。这一技术成果将带来巨大的经济效益。另一方面是特种光纤的开发及其产业化，这是一个相当活跃的领域。 光复用技术 复用技术是为了提高通信线路的利用率，而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。光复用技术种类很多，其中最为重要的是波分复用(WDM)技术和光时分复用(OTDM)技术。光波分复用(WDM)技术是在一芯光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号分开，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。波分复用当前的商业水平是273个或更多的波长，研究水平是1022个波长(能传输368亿路电话)，近期的潜在水平为几千个波长，理论极限约为15000个波长(包括光的偏振模色散复用，OPDM)。而光时分复用(OTDM)技术指利用高速光开关把多路光信号在时域里复用到一路上的技术。光时分复用(OTDM)的原理与电时分复用相同，只不过电时分复用是在电域中完成，而光时分复用是在光域中进行，即将高速的光支路数据流(例如10Gbit/s，甚至40Gbit/s)直接复用进光域，产生极高比特率的合成光数据流。
光纤论文
掺饵光纤放大器简述 【引言】：光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式，以成为现代通信的主要支柱之一。本文主要介绍掺饵光纤放大器的基本结构和工作原理 【关键字】：光纤放大器掺饵光纤放大器原理发展 光纤放大器（Optical Fiber Ampler，简写OFA）是指运用于光纤通信线路中，实现信号放大的一种新型全光放大器。根据它在光纤线路中的位置和作用，一般分为中继放大、前置放大和功率放大三种。同传统的半导体激光放大器（SOA）相比较，OFA不需要经过光电转换、电光转换和信号再生等复杂过程，可直接对信号进行全光放大，具有很好 的“透明性”，特别适用于长途光通信的中继放大。可以说，OFA为实现全光通信奠定了一项技术基础。 当前光纤通信系统工作在两个低损耗窗口：1.55μm波段和1.31μm波段。选择不同的掺杂元素，可使放大器工作在不同窗口。 （1）掺饵光纤放大器（EDFA） EDFA工作在1.55μm窗口，该窗口光纤损耗系数1.31μm 窗低（仅0.2dB／km）。已商用的EDFA噪声低，增益曲线好，放大器带宽大，与波分复用（WDM）系统兼容，泵浦效率高，工作性能稳定，技术成熟，在现代长途高速光通信系
统中备受青睐。目前，“掺铒光纤放大器（EDFA）+密集波分复用（DWDM）+非零色散光纤（NZDF）+光子集成（PIC）”正成为国际上长途高速光纤通信线路的主要技术方向。 （2）掺镨光纤放大器（PDFA） PDFA工作在1.31μm波段，已敷设的光纤90％都工作在这一窗口。PDFA对现有光通信线路的升级和扩容有重要的意义。目前已经研制出低噪声、高增益的PDFA，但是它的泵浦效率不高，工作性能不稳定，增益对温度敏感，离实用还有一段距离。 掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器。)是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。 掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。从20世纪80年代后期开始，掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。 EDFA的基本结构，它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤，芯径3-5微米，掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或两个方向(双向泵浦)传播。当信号光与泵光同时注入到铒光纤中时，铒离子在泵光作用下激发到高能级上，三能级系统)，并很快衰变到亚稳态能级上，在入射信号光作用下回到基态时发射对应于信号光的光子，使信号得到放大。其放大的自发发射(ASE)谱，带宽很大(达20-40nm)，且有两个峰值，分别对应于1530nm和1550nm。
自动化测试解决方案和工具
一: 自动化编程规范检查解决方案 代码的可阅读性、可维护性是个基本要求，这个最基本的要求在很多公司往往无法实现。我们见到更多的是风格各异、富有个性的代码。这对代码的相互阅读和理解，后人的维护代理很大的困惑，而所有这一切本来就不应该出现的。很多公司都有自己的一套编程规范，在实践中却无法持之以恒地执行。通过人工检查代码，耗时、耗力，效果不理想，而且不可避免存在遗漏。 如何为一个部门，甚至一个公司定制一套规则？并用这套规则强制地检测公司所有的代码,而且省时、省力？ 自动化编程规范检查解决方案高效的解决了这个问题。它可以按客户的需求定制一套规则，
并采用工具严格地检查所有的代码，强制保证所有的代码风格一致，书写格式一致。提高的代码的可阅读性和可维护性。自动化编程规范检查解决方案可以实现一个部门、公司的代码风格一致。减少因代码风格各异带来阅读理解、维护困难。 实现步骤 1．架构师制定团队统一规则，Architect Edition(C++Test、Jtest、.Test)定制规则，团队统一使用此规则（编码标准，单元测试用例生成） 2．架构师上传规则到TCM(Team Configuration Manage) 3．开发人员使用团队规则进行自动代码走查，单元测试 4．结果发布
二: C++Test介绍 C++Test是一个C/C++单元测试工具，自动测试任何C/C++类、函数或部件，而不需要您编写一个测试用例、测试驱动程序或桩调用。C++Test能够自动测试代码构造（白盒测试）、测试代码的功能性（黑盒测试）和维护代码的完整性（回归测试）。C++Test是一个易于使用的产品，能够适应任何开发生命周期。通过将C++Test集成到开发过程中，您能够有效地防止软件错误，提高代码的稳定性，并自动化单元测试技术（这是极端编程过程的基础）。 特性 ?即时测试类/函数 ?支持极端编程模式下的代码测试 ?自动建立类/函数的测试驱动程序和桩调用 ?自动建立和执行类/函数的测试用例 ?提供快速加入和执行说明和功能性测试的框架 ?执行自动回归测试 ?执行部件测试（COM） 优点 ?帮助您立即验证类功能性和构造 ?将您从编写测试驱动程序、桩和测试用例的繁重工作中解放出来 ?自动化极端编程和其它编程模式的单元测试过程 ?使得您能够实现和执行100%的代码覆盖性 ?支持紧急和短线开发项目 ?降低调试和维护时间 ?改善应用的可靠性 ?防止简单错误的扩大
软件测试的艺术毕业论文
软件测试的艺术毕业论文 第1章 一次自评价测试 子本书25年前首次出版以来，软件测试变得比以前容易得多，也困难德多。 软件测试何以变得更困难?原因在于大量编程语言，操作系统以及硬件平台的出现。在20世纪70年代只有相当少的人使用计算机，而今天在商业界和教育界，如果不使用计算机，几乎没有人能完成日常工作。况且，计算机本身的功能也比以前增强了数百倍。 因此，我们现在编写的软件会潜在地影响到数以百万计的人，使他们更高地完成工作，反之也会给他们带来数不清的麻烦，导致工作或事业的损失。这并不是说今天的软件比本书第一版发行是更重要，但可以肯定地说，今天的计算机—以驱动它的软件—无疑已影响到了更多的人、更多的行业。 就某些方面而言，软件测试变得容易了，因为大量的软件和操作系统比以往更加复杂，部提供了很多已充分的例程供应程序集成，无须程序员从头进行设计。例如，图形用户界面（GUI）可以从开发语言的类库中建立起来，同时，由于它们是经过充分调试和测试的可编程对象，将其作为用户应用程序测组成部分进行测试的要求就减少了许多。 所谓软件测试就是一个过程或一系列过程，用来确认计算机代码完成了其应该完成的功能，不执行其不该有的操作。软件应当是可预测且稳定的，不会给用户带来意外的惊奇。在本书中，我们将讨论多种方法来达到这个目标。 好了，在开始阅读本书之前，我们想让读者做一个小测验。 我们要求设计一组测试用例（特定的数据集合），使当地测试一个相当简单的程序。为此要为该程序建立一组测试数据，程序须对数据进行正确处理以证明自身的成功。下面是对程序的描述： 这个程序从一个输入对话框中读取三个整数数值。这三个整数数值代表了三角形三边的长度。程序显示提示信息，指出该三角形究竟是不规则三角形、等腰三角形还是等边三角形。 注意，所谓不规则三角形是指三角形任意两条边不相等，等腰三角形是指有两条边相等，而等边三角形则是指三条边相等。另外，等腰三角形等边的对角也相等（即任意三角形等边的对角也相等），等边三角形的所有角都相等。 用你的测试用例集回答下列问题，借以对其进行评价。对每个回答“是”的答案，可以得1分： 1.是否有这样的测试用例，代表了一个有效的不规则三角形？（注意，如1，2，3， 和2，5，10这样的测试用例并不能确保“是”的答案，因为具备这样边长的三角 形不存在。）