1 School of Information Science and Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
2 The Key Laboratory for Special Fiber and Fiber Sensor of Hebei Province, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
1 School of Information Science and Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
2 The Key Laboratory for Special Fiber and Fiber Sensor of Hebei Province, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
1 School of Information Science and Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
2 The Key Laboratory for Special Fiber and Fiber Sensor of Hebei Province, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
1 燕山大学信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004
2 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室，河北 秦皇岛 066004
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。
光纤布拉格光栅 悬臂梁 位移传感器 可调量程 fiber Bragg grating(FBG) cantilever beam displacement sensor adjustable range
南昌大学 机电工程学院 江西省机器人与焊接自动化重点实验室, 南昌 330031
以杠杆悬臂传感梁为基础, 设计了支点可调式称量传感单元, 通过调节支点位置实现不同量程的称量传感灵敏度可调控制, 并且可以实现温度误差补偿.理论分析表明, 结构一定的传感单元, 支点与支座间距离存在临界阈值, 当支座间距离等于该阈值时, 称量传感灵敏度等于零; 随着支座间距离的增大灵敏度逐渐减小并趋向于稳定.实验表明, 在0~200 g的范围内, 称量传感的平均线性度大于0.998, 理论灵敏度与实验灵敏度之间的平均相对误差为6.46%, 可满足不同量程的不同灵敏度的称量应用.
光纤布喇格光栅 称量传感 杠杆式悬臂 灵敏度可调 量程可调 Optical fiber Bragg grating Weighing sensing Lever cantilever Adjustable sensitivity Adjustable range 光子学报
2017, 46(10): 1006001
