可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器
本文关键词: 光纤布拉格光栅 悬臂梁 位移传感器 可调量程 出处:《光电工程》2017年06期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为了解决在复杂电磁环境下大位移量的监测问题,实现对大型机械和工程结构健康安全状况的实时监测,设计了一种基于悬臂梁结构的可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器。悬臂梁两侧对称粘贴了两个不同中心波长的光纤光栅,当悬臂梁自由端的位置发生变化时,两个光纤光栅分别受到拉力和压力,因此光栅的中心波长向相反方向漂移。通过对两个中心波长差值与位移量关系的标定,可以排除温度的影响,实现对位移量的测量。传感器采用了拉绳式的位移传递方式,使得传感器的安装位置及测量方式更加灵活;便于拆装的位移转换装置,可以方便地调整传感器的量程,使其具有更广泛的适用性。位移传感实验结果表明,在传感器量程为60 mm时,位移传感器的平均灵敏度为47.7 pm/mm,相关系数达到0.998,重复性误差为2.83%FS,迟滞误差为1.02%FS。该位移传感器具有结构简单、量程可调的特点,可以满足不同环境下的位移测量需求。
[Abstract]:In order to solve the problem of monitoring large displacement in complex electromagnetic environment and realize the real-time monitoring of the health and safety of large machinery and engineering structures, A kind of fiber Bragg grating displacement sensor with adjustable measuring range based on cantilever beam structure is designed. Two fiber Bragg gratings with different center wavelengths are symmetrically pasted on both sides of the cantilever beam. When the position of the free end of the cantilever beam changes, Two fiber Bragg gratings are subjected to tension and pressure respectively, so the center wavelength of the grating drifts in the opposite direction. By calibrating the relationship between the difference between the two central wavelengths and the displacement, the influence of temperature can be eliminated. The sensor adopts rope type displacement transfer mode, which makes the installation position and measurement method of the sensor more flexible, and the displacement conversion device which is convenient to disassemble and assemble can easily adjust the measuring range of the sensor. The results of displacement sensing experiments show that when the measuring range of the sensor is 60 mm, The average sensitivity of the displacement sensor is 47.7 pm / mm, the correlation coefficient is 0.998, the repeatability error is 2.83 FSs, the hysteresis error is 1.02FS.The displacement sensor has the characteristics of simple structure and adjustable measuring range, which can meet the needs of displacement measurement in different environments.
【作者单位】: 燕山大学信息科学与工程学院;河北省特种光纤与光纤传感重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(11673040,61675176) 河北省自然科学基金(F2014203125) 燕山大学“新锐工程”人才支持计划项目资助
【分类号】:TN253;TP212
【参考文献】
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1 张燕君;王光宇;付兴虎;;长周期光纤光栅-布拉格光纤光栅多波长解调[J];光电工程;2016年08期
2 张开玉;赵洪;张伟超;陈俊岐;张印东;;基于等应变梁的光纤光栅静电电压传感器[J];光学学报;2015年03期
3 吴入军;郑百林;付昆昆;贺鹏飞;谭跃刚;;表面粘贴式光纤布拉格光栅传感器层状结构对测量应变的影响[J];光学精密工程;2014年12期
4 吴晶;吴晗平;黄俊斌;顾宏灿;;用于船舶结构监测的大量程光纤布拉格光栅应变传感器[J];光学精密工程;2014年02期
5 崔留住;江毅;刘有海;;具有温度补偿的光纤位移传感器[J];光子学报;2011年11期
6 杨秀峰;于汇;王鹏;童峥嵘;赵金婷;李群;;基于杠杆原理的新型光纤光栅微位移传感器[J];光电子.激光;2010年08期
7 张锦龙;余重秀;王葵如;伍强;曾军英;;一种新型温度自补偿的低成本位移传感解调系统[J];光电子.激光;2008年10期
8 刘波,牛文成,杨亦飞,开桂云,董孝义;基于光纤布喇格光栅传感器的精密位移测量[J];纳米技术与精密工程;2005年01期
【共引文献】
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1 郑文宁;庄炜;姚齐峰;祝连庆;;用于复合材料蒙皮的FBG正交传感网络研究[J];工具技术;2017年07期
2 梁磊;王慧;仇磊;徐刚;李剑芝;;避免温度交叉敏感的FBG非接触式磁耦合位移传感器[J];光电子·激光;2017年07期
3 郑文宁;庄炜;姚齐峰;祝连庆;;基于准分布式FBG阵列的大型机械结构应变监测研究[J];工具技术;2017年06期
4 张燕君;田永胜;付兴虎;毕卫红;张亦男;王会敏;;可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器[J];光电工程;2017年06期
5 王恩;赵振刚;曹敏;唐标;李川;;基于光纤Bragg光栅的油浸式变压器多点温度监测[J];高电压技术;2017年05期
6 冯旭刚;杜翠翠;章家岩;;基于光栅应变传感器的纳米测量机探针设计[J];应用光学;2017年03期
7 姜劭栋;张发祥;李淑娟;倪家升;王昌;;光纤光栅应变传感系统在船舶结构监测中的应用[J];半导体光电;2017年02期
8 高潮;刘邦;郭永彩;朱正伟;;5MN光纤布拉格光栅力值传感器[J];光学精密工程;2017年04期
9 郭永兴;熊丽;孔建益;张赞允;秦丽;;滑动式光纤布拉格光栅位移传感器[J];光学精密工程;2017年01期
10 郑文宁;祝连庆;庄炜;何巍;姚齐峰;;高冗余光纤光栅传感网络的设计与实验研究[J];半导体光电;2016年06期
【二级参考文献】
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1 杨刚;许国良;涂郭结;夏岚;;基于频谱分区的高精度光纤光栅波长解调系统[J];中国激光;2015年04期
2 张登攀;王th;王永杰;;光纤光栅海洋温度传感器的快速响应特性[J];光电工程;2015年03期
3 张明;任建文;陈文;乐孜纯;;光折变长周期波导光栅耦合器的设计和分析[J];光学学报;2015年03期
4 吴晶;吴晗平;黄俊斌;顾宏灿;;光纤光栅传感信号解调技术研究进展[J];中国光学;2014年04期
5 吴晶;吴晗平;黄俊斌;顾宏灿;;光纤光栅传感信号边缘滤波解调技术研究进展[J];光通信技术;2014年04期
6 刘汐敬;杨德伟;于佳;张芳杰;;准互易反射式数字闭环光波导电压传感器[J];中国激光;2014年02期
7 吴入军;郑百林;贺鹏飞;谭跃刚;;埋入式光纤布拉格光栅传感器封装结构对测量应变的影响[J];光学精密工程;2014年01期
8 张伟超;赵洪;刘通;王国利;李锐海;;基于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的液体介质声波检测技术研究[J];光学学报;2013年09期
9 屈丽;孟瑜;卓仲畅;国秀珍;苏雪梅;;光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔时延和色散特性的研究[J];光学学报;2013年08期
10 李英娜;刘江;庄君刚;闫思安;陈富云;李国民;李川;;光纤Bragg光栅传感器在变压器铁芯测温中的应用[J];光电工程;2013年04期
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1 李亚非;双同心圆型光纤位移传感器的研究[J];长沙交通学院学报;1991年02期
2 楼俊;付绍军;徐向东;何世平;;用于位移传感器的全息平面变间距光栅设计与制作研究[J];物理学报;2006年12期
3 宗晓斌,张书练;频率分裂在双频激光器和位移传感器中的两种新应用(英文)[J];纳米技术与精密工程;2005年03期
4 雷玉堂;一种简便的补偿型光纤位移传感器[J];量子电子学;1991年01期
5 苑立波;双路接收型光纤位移传感器补偿机理分析[J];量子电子学;1992年04期
6 张爱斌;反射式单光纤位移传感器[J];南京林业大学学报;1996年03期
7 朱万彬;钟俊;莫仁芸;陈璇;;光谱共焦位移传感器物镜设计[J];光电工程;2010年08期
8 汪良才,刘慕锦,蒋步生,陈继清,鲍健,朱延彬;激光-CCD微位移传感器的研究[J];中国激光;1988年06期
9 林有义,陈振富,伊立言;激光-CCD微位移传感器测振研究[J];中国激光;1992年07期
10 李亦军,毛怀玉;光纤位移传感器实用电路设计[J];仪表技术与传感器;1997年04期
,本文编号:1540477
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