光纖琺珀應(yīng)變傳感器的性能分析及其復(fù)用研究.pdf

1、本論文在光纖琺珀傳感器已經(jīng)研制成功的基礎(chǔ)上，針對高速飛行器在高溫，狹小空間等復(fù)雜環(huán)境下需要實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的精確測量，研究了該光纖琺珀傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的高溫應(yīng)變特性，并設(shè)計了一種用于該光纖琺珀傳感器的串行復(fù)用系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）從光纖琺珀傳感器的粘貼工藝入手，得到了用于應(yīng)變測量的粘貼流程。使用ABAQUS有限元分析軟件對傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和靜力仿真，研究了不同粘貼方式和腔體尺寸對應(yīng)變分布、線性度和靈敏度的影響。從理論上得

2、出采用兩點(diǎn)式直接粘貼的光纖琺珀應(yīng)變傳感器測量基底應(yīng)變的優(yōu)點(diǎn)。
　?。?）使用光譜相位解調(diào)系統(tǒng)對粘貼在等應(yīng)變懸臂梁上的琺珀應(yīng)變傳感器進(jìn)行加載和溫度實(shí)驗(yàn)。通過靈敏度和線性度對比再次證實(shí)兩點(diǎn)式粘貼方式相比于一點(diǎn)式粘貼方式的優(yōu)越性。然后在兩點(diǎn)式粘貼方式下對傳感器的蠕變特性、回零性、重復(fù)性和溫度特性等指標(biāo)進(jìn)行測試與分析。根據(jù)溫度特性，提出了兩種熱力分離方法:FBG溫度補(bǔ)償和兩個傳感器雙參數(shù)求解。
　　（3）設(shè)計了一種光纖琺珀傳感器的串

3、行復(fù)用系統(tǒng)，通過恢復(fù)串行復(fù)用琺珀傳感器的光譜并對單個傳感器的光譜進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，分析了采用本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)串行復(fù)用的可行性。最后進(jìn)行串行復(fù)用琺珀傳感器的應(yīng)變實(shí)驗(yàn)，擬合出粘貼在等應(yīng)變懸臂梁的琺珀應(yīng)變傳感器的波長隨應(yīng)變的變化，再次證實(shí)了此系統(tǒng)可用于光纖琺珀傳感器的串行復(fù)用。
　　本論文從軟件仿真和測試兩個角度分析了高溫琺珀應(yīng)變傳感器的性能，基本上實(shí)現(xiàn)了高溫下應(yīng)變的精密測量。設(shè)計的光纖琺珀串行復(fù)用解調(diào)系統(tǒng)在解調(diào)精度要求不高的情況下可以用于多點(diǎn)