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基于应变传递理论的光纤传感器优化设计

发布时间:2018-11-07 18:19
【摘要】:联系传感器应用的作用机理,根据变形传递方式的不同,对工程中常用的光纤传感器进行了系统的归类分析。基于应变传递理论建立了应变传递系数与测量允许误差的关系,并以此为优化控制方程得到了满足工程测试精度要求的传感器最佳取值,给出了各类传感器具体的优化设计方法及优先设计指标。研究结果表明:基于应变传递理论的优化设计方法较适用于依靠界面剪应力传递变形的光纤传感器,其优先设计指标依次为粘贴(感知)长度、层间粘结强度、保护层弹性模量和半径、粘贴层厚度;端部扩径型传感器的优化设计则因其应变传递系数能较准确和便利地通过标定试验获取而不依赖应变传递理论,且无明显的优先设计指标。本文充分考虑了传感器工程应用的实际状态,以测试准确性为核心,从力学作用机理角度对传感器进行了较全面和系统的分析,其研究结果可以用于指导工程化光纤传感器的应用设计和标定测试。
[Abstract]:According to the mechanism of sensor application, the commonly used optical fiber sensors are classified and analyzed systematically according to the different transmission modes of deformation. Based on the strain transfer theory, the relationship between the strain transfer coefficient and the allowable error of measurement is established. The optimal design method and priority design index of all kinds of sensors are given. The results show that the optimal design method based on strain transfer theory is more suitable for fiber optic sensor which depends on the shear stress transfer and deformation of interface. The priority design index is the length of bonding (perceived) and the bond strength between layers. The elastic modulus and radius of the protective layer and the thickness of the adhesive layer; The optimal design of the end expansion sensor is not dependent on the strain transfer theory because its strain transfer coefficient can be obtained accurately and conveniently through calibration experiments, and there is no obvious priority design index. In this paper, the actual state of sensor engineering application is fully considered, and the sensor is analyzed comprehensively and systematically from the point of view of mechanics action mechanism, taking the accuracy of measurement as the core. The results can be used to guide the application design and calibration test of the engineering optical fiber sensor.
【作者单位】: 香港理工大学土木与环境工程学院;大连理工大学土木工程学院;香港城市大学建筑与土木工程学院;
【基金】:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2014AA110401) 国家科技支撑计划资助项目(No.2011BAK02B01) 重点实验室科研专题(No.DUT1LAB03)
【分类号】:TP212

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5 何s,

本文编号:2317197


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