随着科学技术的发展,光纤传感器逐渐成为传感领域研究热点。其中,光纤加速度传感器因其具有高灵敏度、不受电磁干扰、大动态范围、易复用等优势,已被广泛应用到一些特殊领域。例如周界防护、地震检测、能源安全、交通运输、船舶、航空航天及建筑结构健康性监测等系统。本文针对高灵敏度、高分辨率、大动态范围的光纤加速度传感器的应用需求,设计并制作了基于法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉仪原理的外腔式光纤加速度传感器,同时利用高速、全光谱白光干涉解调算法,使传感系统实现对加速度信号的高速绝对测量。具体工作内容如下:结合F-P干涉仪原理和加速度传感器力学模型对加速度传感器的传感机理进行理论分析,在此基础上完成对基于网状弹簧膜片-质量块结构的一维光纤F-P加速度传感器设计制作,并对其传感性能进行实验研究。实验结果显示,在10-120Hz工作带宽范围内,传感器灵敏度达3.86μm/g,分辨率<8.5μg,最大可测加速度范围为-30g~30g,动态测量范围为10~6。利用所设计的光纤加速度传感系统对电梯轿厢运行特性进行监测,结果显示传感器能够精确地监测高频振动、低频加速度、速度、制动距离等表征电梯轿厢运行性能的参数,从而实现对电梯轿厢舒适性与安全性的评估,证明所设计的加速度传感器在工程结构健康监测与交通运输安全监测等领域的实际应用能力。为实现多维传感,优化一维光纤F-P加速度传感器敏感单元结构,完成对二维光纤F-P加速度传感器传感理论分析与设计制作。传感器的动态传感特性实验测试显示,其工作带宽较一维传感器有显著提高,灵敏度达~1μm/g量级,动态范围为10~5,横向串扰<5%,满足低串扰多维加速度传感器工作要求。将二者分别与商用化的Os7100与Os7510加速度传感器的性能对比发现,本文所设计的加速度传感器在灵敏度、分辨率、动态范围方面具有突出优势。最后总结全文工作内容,并给出进一步优化加速度传感器结构的几项措施。