随着现代科学技术的迅猛发展,对机械制造业和相关行业提出了越来越高的要求。燃气轮机动态间隙的检测是该行业现有检测技术中的一个难点。反射式光强调制型光纤位移传感器具有外型小、轻便、无电磁干扰、耐高温等优点,因而光纤传感器在旋转机械振动测量中有很高的实用价值。FPGA以其功能强大、开发过程投资少、周期短、可反复修改和开发工具智能化等特点成为当今可编程逻辑器件设计领域首选的器件之一。尤其是进入21世纪后,出现了大规模、集成度很高的FPGA,单片的集成度由原来的数千门发展到数十万门甚至数十万门,进而出现一种新的FPGA设计思想——将一个电子系统集成到一片FPGA中,即SOPC。目前最有代表性,最成熟的软核嵌入式系统处理器当数Altera公司的NiosII核。本文对旋转机械动态间隙测量进行了深入的研究,包括以下方面几个内容:动态间隙测量的国内外发展现状;反射式光强调制型光纤位移传感器在燃气轮机动态间隙测量中的应用;反射式光强调制型光纤位移传感器的传感特性分析;旋转机械动态间隙测量的硬件电路的研究与开发。设计了以反射式光强调制型光纤传感器测量位移,以FPGA为电路主控芯片,针对燃气轮机叶片动态间隙的测量系统。该系统可以区分燃机轮机的各个叶片,测量各个叶片的跳动间隙。在编写FPGA控制逻辑方面,分别采用了传统的基于状态机的思想与当下流行的基于NiosII软核处理器的思想。在微机软件方面,以Visual C++为开发平台,对测量数据进行实时的处理、显示和保存。显示包括数据的显示和曲线图形显示,以达到直观效果。设计的旋转机械动态间隙实时检测光电系统,抗干扰能力强、叶片动态测量范围为0~4mm,精度可达20μm;应用软件可实时测量,快速处理、存储数据,测量结果动态图形显示。