基于光纤光栅的扭矩测量系统设计

发布时间：2018-05-13 09:04

  本文选题：光纤光栅 + 扭矩测量　； 参考：《纳米技术与精密工程》2017年02期

【摘要】：提出一种新的基于光纤光栅(FBG)技术的扭矩测量方法.分析了光纤光栅的传感机理,推导了扭矩与中心波长之间的数学关系,建立了双光纤光栅扭矩测量的理论模型.搭建实验平台,采用曲线拟合算法,对实测数据进行分析和处理,该扭矩测量系统的灵敏度达到22.89 pm/(N·m),最大非线性误差为0.23% FS,符合测量系统的误差要求,验证了此种扭矩测量方法的可行性.对温度补偿实验数据的分析表明:半桥式光纤光栅测量方案具有良好的温度补偿特性,能够补偿温度变化引入的测量误差,从而提高测量精度.
[Abstract]:A new torque measurement method based on fiber Bragg grating (FBG) technique is proposed. The sensing mechanism of fiber grating is analyzed, the mathematical relationship between torque and center wavelength is deduced, and the theoretical model of torque measurement by double fiber grating is established. The experimental platform is built, and the curve fitting algorithm is used to analyze and process the measured data. The sensitivity of the torque measuring system is 22.89 pm/(N / m ~ (-1), and the maximum nonlinear error is 0.23% FS, which accords with the error requirement of the measuring system. The feasibility of this method is verified. The analysis of the experimental data of temperature compensation shows that the half-bridge fiber grating measurement scheme has good temperature compensation characteristics and can compensate the measurement error caused by the temperature change, thus improving the measurement accuracy.
【作者单位】： 精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学);
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61304246)
【分类号】：TH823.4;TP212

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本文编号：1882516