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)境下需要實現(xiàn)應(yīng)變的精確測量，研究了該光纖琺珀傳感器在實際應(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。
　　（2）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)變傳感器進行加載和溫度實驗。通過靈敏度和線性度對比再次證實兩點式粘貼方式相比于一點式粘貼方式的優(yōu)越性。然后在兩點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行多項式擬合，分析了采用本系統(tǒng)實現(xiàn)串行復(fù)用的可行性。最后進行串行復(fù)用琺珀傳感器的應(yīng)變實驗，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