滑动式光纤布拉格光栅位移传感器
本文关键词: 光纤传感器 光纤Bragg光栅(FBG) 位移传感器 悬臂梁 等强度梁 出处:《光学精密工程》2017年01期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的传力介质弹性系数易改变、滑块易产生偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种滑动式位移传感器。楔形滑块的滑动面和限制面的采样互相垂直、等强度梁的变截面和一体化、滑动面圆弧化等特殊设计,使传感器具有抗滑动干扰性、梁挠位移测量的高灵敏性、长期往复测量的耐磨性等优点。阐述了传感器测量原理,加工制造了传感器原型,并开展了全面的性能测试。测试结果和误差分析表明:传感器在0~100mm的量程中,灵敏度为20.11pm/mm,精度达到0.099 5%F.S,具备良好的微位移测量能力;重复性误差和迟滞误差分别仅为0.705%和0.403%,且抗蠕变性能良好,可满足机械装备、土木工程等重大设施的结构健康监测对位移、变形测量的精度和长期稳定性要求。
[Abstract]:In order to overcome the negative influence on the measurement accuracy, such as the elastic coefficient of force transfer medium is easy to change and the slider is prone to offset in the design of fiber Bragg grating displacement sensor, A sliding displacement sensor is proposed. The sliding surface of the wedge slider and the sampling of the limiting surface are perpendicular to each other, the variable section and integration of the equal strength beam, the arc of the sliding surface, and so on, so that the sensor has the ability to resist sliding interference. The high sensitivity of beam torsion displacement measurement and the wear resistance of long term reciprocating measurement are discussed. The sensor prototype is manufactured and the principle of sensor measurement is described. The test results and error analysis show that the sensor has a sensitivity of 20.11pm / mm and an accuracy of 0.0995F.S. the sensor has good micro-displacement measurement capability. The repeatability error and hysteresis error are only 0.705% and 0.403, respectively, and the creep resistance is good, which can meet the requirements of structural health monitoring of mechanical equipment, civil engineering and other major facilities for displacement, deformation measurement accuracy and long-term stability.
【作者单位】: 武汉科技大学机械自动化学院;武汉理工光科股份有限公司;天津工业大学电子与信息工程学院天津市光电检测技术与系统重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.51605348,No.51578430,No.51509194) 中国博士后科学基金资助项目(No.2015M572208)
【分类号】:TN253;TP212
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 卢印举;单国全;;基于磁敏技术的位移传感器的设计[J];微型机与应用;2010年14期
2 刘焱;王烨;;位移传感器的技术发展现状与发展趋势[J];自动化技术与应用;2013年06期
3 ;国内线位移传感器汇总表[J];测控技术;1985年01期
4 ;国外线位移传感器汇总表[J];测控技术;1985年02期
5 张裕悝;董天锦;;位移传感器及其应用[J];机械与电子;1988年02期
6 商国才,李中涛,李彦田;一种新型数字位移传感器的研究[J];华北电力学院学报;1991年04期
7 紫外;无接触位移传感器[J];仪表技术与传感器;1993年03期
8 王德盛;一种能用于水下的位移传感器[J];测控技术;1993年05期
9 韩达生,马仁富;新型无接触式位移传感器的研制[J];山东纺织科技;1994年01期
10 庞含章;位移传感器剖析[J];咸阳师专学报;1994年03期
相关会议论文 前10条
1 曾建华;卢普杰;窦松柏;张慧霞;;位移传感器自动化校准技术研究与应用[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
2 曾建华;钟德辉;卢普杰;窦松柏;张慧霞;;位移传感器灵敏度不确定度评定方法研究[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
3 姚玉婷;韩敏;;一种大量程直流位移传感器校准方法研究[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
4 陈育荣;杨旭东;谢铁邦;;一种高精度非接触式位移传感器及其应用[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
5 张淑美;魏俊英;;小型霍尔位移传感器及多路变换器[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年
6 李秉实;吴忠;刘元度;严吉中;张新国;;波长编码光纤线位移传感器的位移误差及补偿[A];中国仪器仪表学会传感器学术研讨会论文集[C];2004年
7 段子龙;胡传琴;;位移传感器的改进与维护[A];2008年中小高炉炼铁学术年会论文集[C];2008年
8 鲍丙豪;;非晶丝制成的辐射状位移传感器[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
9 齐勇;;光纤位移传感器技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
10 汤紫峰;齐勇;;强度型光纤位移传感器探头的研制[A];四川省电子学会传感技术第九届学术年会论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前4条
1 成都 胥绍禹 摘译;高精度1μm位移传感器[N];电子报;2008年
2 桑新霞;Solartron推出新一代S系列位移传感器[N];中国纺织报;2011年
3 王继征;Solartron位移传感器在变频式自调匀整仪中的应用[N];中国纺织报;2009年
4 记者 张清华;光明17家企业亮相高交会[N];深圳商报;2009年
相关博士学位论文 前9条
1 汤其富;基于时变磁场精确约束方法的时栅位移传感器研究[D];重庆大学;2015年
2 谭为民;差线栅位移传感器原理与参数设计准则及其实验研究[D];重庆大学;2004年
3 张兴红;时空坐标转换理论及场式时栅位移传感器实验研究[D];重庆大学;2003年
4 陈锡侯;新型时栅位移传感器研究[D];重庆大学;2007年
5 李昆;激光非接触位移传感器的研制及其应用[D];中国地震局工程力学研究所;2004年
6 刘小康;基于电气制导与误差修正的几何量计量新方法及新型栅式智能位移传感器研究[D];重庆大学;2005年
7 杨伟;时栅的波动方程分析与行波形成新方法的研究与实验[D];重庆大学;2006年
8 冯平;智能位移传感器系统的研究[D];浙江大学;2001年
9 杨练根;基于微恒力位移传感器的表面形貌测量系统和二维Motif评定方法[D];华中科技大学;2004年
相关硕士学位论文 前10条
1 王婧;基于单片机的智能带钢对中控制系统设计与实验研究[D];燕山大学;2015年
2 官云丽;双致变型时栅位移传感器[D];重庆理工大学;2015年
3 江中伟;时栅位移传感器动态误差模型及修正算法研究[D];重庆理工大学;2015年
4 钟海彬;阵列式压电体积位移传感器的设计及实验研究[D];南昌航空大学;2015年
5 康建飞;制冷机用差动变压器式位移传感器小型化研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2016年
6 王浩;带保护环的差分式电容位移传感器标定平台研究[D];华中科技大学;2014年
7 匡也;高精度电感位移传感器校准平台设计[D];哈尔滨工业大学;2016年
8 王津楠;光谱共焦位移传感器研究与设计[D];哈尔滨工业大学;2016年
9 周文祥;单极式高频响电容位移传感器关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
10 马慧;时栅测量装备热特性的研究及其精度分析[D];合肥工业大学;2016年
,本文编号:1503476
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1503476.html