随着光学技术的快速发展，光纤光栅由于其自身的抗电磁干扰、体积小、灵敏度高等优点，越来越广泛地用于工业、农业、制造业等领域进行信号的检测，常见的检测信号有压力、温度、振动等。由于振动信号无处不在，并且可能会对设备的工作状态和运行可靠性造成影响，所以对振动信号的快速和准确检测有广泛的实际工程需求。本文在查阅大量相关文献的基础上，针对已有振动检测技术灵敏度低、成本较高、检测范围窄等缺点，提出了一种基于光纤光栅的三维振动传感结构，用于对振动信号的检测。本文的主要研究内容包括：
　　首先，分析了光纤光栅在温度、应力作用下的谐振波长响应特性，并根据实际工况需求提出了一种三维振动传感单元的结构设计方案，对传感单元的相关参数进行优化分析并探索相关规律。
　　其次，在有限元分析软件中对传感模型进行静态和动态仿真，得到传感模型的响应特性，根据响应特性对传感器结构的线性特性、抗横向干扰能力、频率特性和稳定性等进行了验证，并分析了其在不同激励下的响应特性。
　　再次，理论分析了不同参数结构条件下的传感模型，得到了在施加不同激励时敏感光栅的响应特性、固有频率和灵敏度随参数的变化规律，并对传感单元的三维耦合特性进行了理论研究。
　　最后，对一种典型的振动传感单元的传感响应特性进行实验验证。通过对传感单元进行压力测试实验，验证了振动传感单元的线性特性、灵敏特性、稳定性、回复性和重复性，比较了正向施加压力、反向施加压力的响应特性以及光纤光栅固定在梁不同位置时的响应特性。
　　本文针对三维振动测量技术目前存在的问题及其需求，提出了一种新型的三维振动传感模型方案，并对不同参数结构传感模型的振动响应特性规律进行了研究，为设计满足实际工程需求的三维光纤光栅振动传感器提供了参考。