基于光纖光柵的扭矩傳感系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文對光纖光柵的傳感原理進(jìn)行了深入地分析,設(shè)計(jì)了一種量程為100Nm的光纖光柵輪輻式扭矩傳感器。針對光纖光柵扭矩測量的需要,搭建了一套適用于光纖光柵扭矩測量的測試系統(tǒng)。
　　本課題設(shè)計(jì)了兩種不同形狀的彈性體結(jié)構(gòu)——軸、輪輻結(jié)構(gòu),為了提高傳感器的應(yīng)變靈敏度,創(chuàng)新地將輪輻結(jié)構(gòu)用于扭矩測量方面,對原始輪輻的矩形輻條進(jìn)行了改進(jìn),采用了雙月牙弧形狀的新型輻條,根據(jù)有限元仿真的結(jié)果,以變形量最大為目標(biāo)函數(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)了彈性體元件的尺寸。通過相關(guān)

2、實(shí)驗(yàn),研究與分析了該系統(tǒng)的多種靜態(tài)特性。主要研究內(nèi)容歸納如下:
　　首先,在掌握各類光纖光柵傳感器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)有的扭矩測量方法,提出了采用光纖光柵進(jìn)行扭矩測量的方法,進(jìn)一步分析了光纖光柵應(yīng)變測量原理,確定了將光纖光柵用于扭矩測量的可行性。
　　其次,分析了彈性體的受力情況,建立了光纖光柵扭矩傳感模型,并對彈性體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元仿真分析,根據(jù)分析結(jié)果確定了彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與具體尺寸。
　　第三,基于扭矩測量的實(shí)驗(yàn)