基于对称铰链的中低频光纤加速度传感器及其优化设计

发布时间：2018-02-24 07:47

本文关键词： 加速度中低频加速度传感器光纤布拉格光栅(FBG) SQP优化灵敏度　出处：《光电子·激光》2017年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：考虑到光纤布拉格光栅(FBG)在振动监测中的优势,设计了一种基于对称铰链的中低频布拉格光栅加速度传感器。阐述了传感器的结构和工作原理,并提出了一种拟合的方法计算铰链刚度,同时推导出了传感器固有频率和灵敏度的理论公式。采用SQP优化方法以两种不同的思路对传感器的结构参数进行优化,得到了两种满足不同需求的传感器尺寸。最后通过在振动台上的标定实验,测试了传感器的灵敏度、幅频响应特性和抗横向干扰能力等性能。实验结果表明,传感器的谐振频率约为400Hz,灵敏度约为230pm/g,横向干扰小于8%,具备较好的抗横向干扰能力。
[Abstract]:Considering the advantages of fiber Bragg grating (FBG) in vibration monitoring, a medium and low frequency Bragg grating acceleration sensor based on symmetric hinge is designed. The structure and working principle of the sensor are described. A fitting method is proposed to calculate the hinge stiffness, and the theoretical formulas of the natural frequency and sensitivity of the sensor are derived. The structural parameters of the sensor are optimized by using SQP optimization method in two different ways. Finally, the sensitivity, amplitude-frequency response characteristics and the ability to resist transverse interference of the sensor are tested by calibration experiments on the shaking table. The experimental results show that, The resonant frequency of the sensor is about 400 Hz, the sensitivity is about 230 pm / g, and the transverse interference is less than 8 Hz.
【作者单位】：武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61475121)资助项目
【分类号】：TP212

【参考文献】

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