一種溫度自補(bǔ)償型OFBG加速度傳感器開發(fā)與應(yīng)用.pdf

1、隨著光纖布拉格光柵(OFBG)傳感技術(shù)的發(fā)展和趨于成熟,基于OFBG傳感技術(shù)開發(fā)的傳感器被越來越多地應(yīng)用于大型工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測中,OFBG傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)多種測量功能并滿足實(shí)際工程結(jié)構(gòu)性態(tài)監(jiān)測需要。OFBG傳感器具有耐久性及穩(wěn)定性好的特點(diǎn),針對(duì)OFBG在應(yīng)變以及溫度傳感方面的特性,考慮到環(huán)境溫度變化會(huì)對(duì)長期監(jiān)測產(chǎn)生很大的影響,本文根據(jù)加速度傳感器的性能要求設(shè)計(jì)并開發(fā)出一種具有溫度自補(bǔ)償功能的低頻加速度傳感器。
　　首先,進(jìn)行模型設(shè)

2、計(jì)和理論分析計(jì)算。該低頻加速度傳感器是基于等強(qiáng)度梁懸臂式結(jié)構(gòu)模型,在梁端固定一個(gè)質(zhì)量塊,在等強(qiáng)度梁上下表面軸心線對(duì)應(yīng)位置處布設(shè)雙光柵。因?yàn)閮筛饫w光柵布設(shè)在相鄰位置上,由溫度變化影響產(chǎn)生的中心波長變化值相同,通過溫度自補(bǔ)償原理和加速度測量原理,可以通過計(jì)算消除環(huán)境溫度變化對(duì)加速度測量的影響,求得僅由變形導(dǎo)致的中心波長變化值,進(jìn)而求出真實(shí)的加速度值,最終實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償功能。
　　其次,考慮量程范圍及傳感器固有頻率的要求,進(jìn)行加速度傳

3、感器尺寸設(shè)計(jì),并確定加速度傳感器的整體加工工藝。通過實(shí)際加工生產(chǎn),開發(fā)出加速度傳感器實(shí)體,對(duì)其進(jìn)行加速度傳感特性標(biāo)定。
　　最后,通過對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)對(duì)比分析,工程現(xiàn)場加速度參數(shù)實(shí)地監(jiān)測,數(shù)據(jù)采集處理,溫度補(bǔ)償效果分析,以及后期改進(jìn)生產(chǎn)工藝等一系列研究工作,驗(yàn)證基于OFBG加速度傳感器的設(shè)計(jì)原理的正確性,基于此原理的傳感器的實(shí)用性,并通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析闡明光纖光柵傳感器在長期監(jiān)測過程中溫度補(bǔ)償?shù)挠行院椭匾浴?br>　　本文的研究表明,