滑动式光纤布拉格光栅位移传感器 被引量：33

1

作者 郭永兴 熊丽 +2 位作者 孔建益 张赞允 秦丽 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期50-58,共9页

为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的传力介质弹性系数易改变、滑块易产生偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种滑动式位移传感器。楔形滑块的滑动面和限制面的采样互相垂直、等强度梁的变截面和一体化、滑动面圆弧化等特殊设计... 为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的传力介质弹性系数易改变、滑块易产生偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种滑动式位移传感器。楔形滑块的滑动面和限制面的采样互相垂直、等强度梁的变截面和一体化、滑动面圆弧化等特殊设计,使传感器具有抗滑动干扰性、梁挠位移测量的高灵敏性、长期往复测量的耐磨性等优点。阐述了传感器测量原理,加工制造了传感器原型,并开展了全面的性能测试。测试结果和误差分析表明:传感器在0~100mm的量程中,灵敏度为20.11pm/mm,精度达到0.099 5%F.S,具备良好的微位移测量能力;重复性误差和迟滞误差分别仅为0.705%和0.403%,且抗蠕变性能良好,可满足机械装备、土木工程等重大设施的结构健康监测对位移、变形测量的精度和长期稳定性要求。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤Bragg光栅(FBG) 位移传感器 悬臂梁 等强度梁

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一种反射式光纤传感器的研究 被引量：17

2

作者 李亚非 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1097-1100,共4页

为了解决传统的单端输出Y型分支结构的反射式光纤传感器易受入射光强变化、被测表面形貌不同等因素影响的问题,作者研制了一种具有两个输出端的新结构光纤传感器,并对该光纤传感器在精加工表面上的光反射特性进行了理论分析和实验研究... 为了解决传统的单端输出Y型分支结构的反射式光纤传感器易受入射光强变化、被测表面形貌不同等因素影响的问题,作者研制了一种具有两个输出端的新结构光纤传感器,并对该光纤传感器在精加工表面上的光反射特性进行了理论分析和实验研究。研究结果表明,光纤测头两输出信号之比与测量距离的变化有较好的线性关系,并能显著减少光源发光强度波动及被测表面粗糙度对位移测量结果的影响,从而有利于提高抗干扰能力和测量精度。因此,这是一种性能比较优越的非接触式微位移传感器。 展开更多

关键词 光纤传感器 位移传感器 非接触式测量 光反射特性

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光纤传感器研究 被引量：19

3

作者 林金梅 潘锋 +3 位作者 李茂东 王恋 李仕平 黄国家 《自动化仪表》 CAS 2020年第1期37-41,共5页

光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、小型化、精度高等优点。为促进光纤传感器在更多行业的应用,对光纤传感器的研究进展进行了总结。介绍了光纤传感器的基本组成和原理,概括了光纤传感器分类特征。按光纤在传感器中的作用,可分... 光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、小型化、精度高等优点。为促进光纤传感器在更多行业的应用,对光纤传感器的研究进展进行了总结。介绍了光纤传感器的基本组成和原理,概括了光纤传感器分类特征。按光纤在传感器中的作用,可分为功能型(全光纤型)光纤传感器、传光型光纤传感器和拾光型光纤传感器。按光波调制方式,可分为强度调制型光纤传感器、频率调制型光纤传感器、波长调制型光纤传感器、相位调制型光纤传感器以及偏振态调制型光纤传感器。按传感器目标分布方式,可分为点式光纤传感器、准分布式光纤传感器和分布式光纤传感器。阐述了光纤传感器在温度、位移和气体测量方面的应用现状,并讨论了未来光纤传感器的发展趋示。 展开更多

关键词 光纤 光纤传感器 光波调制 相位调制 温度传感器 位移传感器 气体传感器

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光纤位移传感器的研究进展及其应用 被引量：9

4

作者 周顺斌 刘莹 《煤矿机械》 北大核心 2008年第6期10-11,共2页

介绍了光纤传感器和光纤位移传感器的原理、分类、特点以及国内外的发展情况,举例说明其在微摩擦测试装置中的使用、应用效果以及优缺点,探讨了光纤传感技术和光纤位移传感器今后的使用和研究方向。

关键词 光纤 光纤传感器 光纤位移传感器 位移测量

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基于GA-BP神经网络的光纤位移传感器光强补偿研究 被引量：13

5

作者 吴耀 杨瑞峰 +1 位作者 郭晨霞 杨睿 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第4期111-114,共4页

为了实现光纤位移传感器的光强补偿和减小测量误差,提出了一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络的光强补偿及校正模型。首先通过对光纤位移传感器做标定实验,获得传感器测量的原始数据,然后采用GA-BP神经网络进行建模,通过对遗传算法的... 为了实现光纤位移传感器的光强补偿和减小测量误差,提出了一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络的光强补偿及校正模型。首先通过对光纤位移传感器做标定实验,获得传感器测量的原始数据,然后采用GA-BP神经网络进行建模,通过对遗传算法的适应度函数、编码方式和参数进行研究,利用遗传算法的全局寻优能力对传统BP神经网络的权值、阈值进行优化,改善了其容易陷入局部极值的问题。最后利用实测数据对GA-BP网络和传统BP网络进行训练,实验结果表明,GA-BP网络比BP网络的预测误差小很多,提高了补偿精度,从而实现了光纤位移传感器的光强补偿。 展开更多

关键词 光纤位移传感器 遗传算法 BP神经网络 GA-BP网络 光强补偿

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反射式光纤位移传感器数学模型的优化 被引量：10

6

作者 汪晓东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1266-1269,共4页

提出一种基于改进的遗传算法的反射式光纤位移传感器数学模型优化方法 举例说明了该方法的应用 ,并将其与传统的Causs Newton优化方法进行比较 结果表明 ,用改进的遗传算法优化反射式光纤位移传感器的数学模型具有速度快、精度高的优... 提出一种基于改进的遗传算法的反射式光纤位移传感器数学模型优化方法 举例说明了该方法的应用 ,并将其与传统的Causs Newton优化方法进行比较 结果表明 ,用改进的遗传算法优化反射式光纤位移传感器的数学模型具有速度快、精度高的优点 ,且不像传统优化方法要求有一充分接近最优点的初值 展开更多

关键词 反射式光纤位移传感器 数学模型 优化 遗传算法

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基于强度补偿式光纤传感器测金属线胀系数 被引量：11

7

作者 贾亚民 杨拴科 朱钧 《物理实验》 2008年第10期1-4,共4页

分析了强度补偿式光纤位移传感器的补偿机理.通过测量定标,应用最小二乘法确定了该传感器的特性曲线和拟合方程.使用强度补偿式光纤传感器测量了黄铜和铝杆的线胀系数.实验结果表明:强度补偿式光纤位移传感器采用比值运算法给出测量结果... 分析了强度补偿式光纤位移传感器的补偿机理.通过测量定标,应用最小二乘法确定了该传感器的特性曲线和拟合方程.使用强度补偿式光纤传感器测量了黄铜和铝杆的线胀系数.实验结果表明:强度补偿式光纤位移传感器采用比值运算法给出测量结果,其灵敏度高,稳定性好,用其测量微小位移,可消除一些传统测量方法中待测参量较多而引入过多测量误差的问题,实现非接触测量,且克服反射式非补偿位移传感器因光源光强波动、光纤传输介质损耗及环境光干扰所带来的测量误差. 展开更多

关键词 强度补偿 光纤位移传感器 线胀系数 调制曲线 定标曲线

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双圈同轴式光纤传感器在叶尖间隙测量中的应用 被引量：10

8

作者 贾丙辉 冯勇 贾文华 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第10期85-91,共7页

为满足燃气轮机叶尖间隙测量需要,设计了一种双圈同轴式光纤位移传感器。根据光纤对光强耦合原理得到了传感器探头有无准直透镜时双圈同轴光纤束的光强调制特性函数,分析了透镜对反射式光纤位移传感器测量特性的影响,仿真评估了透镜透... 为满足燃气轮机叶尖间隙测量需要,设计了一种双圈同轴式光纤位移传感器。根据光纤对光强耦合原理得到了传感器探头有无准直透镜时双圈同轴光纤束的光强调制特性函数,分析了透镜对反射式光纤位移传感器测量特性的影响,仿真评估了透镜透射效率及光的干涉对传感器测量结果的影响。进行了光纤束前端有无准直透镜情况下的静态测量实验及模拟烟雾干扰实验。结果表明,传感器线性测量范围约为2.6 mm,且具有较好的抗烟雾干扰能力。为反射式光纤位移传感器在燃气轮机叶尖间隙复杂环境下的测量应用提供了参考。 展开更多

关键词 传感器 叶尖间隙 光纤位移传感器 烟雾干扰 抗污染

原文传递

基于光纤传感技术的金属线胀系数非接触测量 被引量：10

9

作者 俞世钢 潘日敏 许富洋 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第2期66-67,共2页

针对传统金属线胀系数测试方法存在的缺陷,介绍一种新颖的金属线胀系数实时非接触测量方法。该方法是利用反射式光纤位移传感器输出特性曲线的线性区实现微位移测量的原理,从而实现对金属线胀系数的测量,实验给出了测试结果:黄铜棒的线... 针对传统金属线胀系数测试方法存在的缺陷,介绍一种新颖的金属线胀系数实时非接触测量方法。该方法是利用反射式光纤位移传感器输出特性曲线的线性区实现微位移测量的原理,从而实现对金属线胀系数的测量,实验给出了测试结果:黄铜棒的线胀系数为 18. 81×10-6 /℃,铁棒的线胀系数为11. 69×10-6 /℃。该方法无论是操作过程还是测量精度都优于传统测量方法。 展开更多

关键词 光纤位移传感器 线胀系数 非接触测量

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应用于铁路道轨密贴检测的光纤位移传感器的研究 被引量：8

10

作者 韦兆碧 刘晔 +3 位作者 王采堂 邹建龙 王峰 时德钢 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2002年第4期4-5,16,共3页

介绍了一种应用于铁路道轨密贴检测的光纤位移传感器的结构和基本原理 ,建立了系统的数学模型 ,给出了系统实验的结果。实验和测试的结果与数学模型的结论相一致 。

关键词 转辙机 光纤位移传感器 标尺杆 铁路道轨密贴检测

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推力轴承油膜厚度测量系统的研制 被引量：9

11

作者 孙晓刚 戴景民 +1 位作者 丛大成 褚载祥 《计量学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期92-94,共3页

推力瓦与镜板间的润滑油膜厚度是确保推力轴承安全运行的关键参数。研制了一套推力轴承油膜厚度的测量系统及标定装置。设计了基于反射式传感技术的光纤位移传感器、推力瓦面对位系统以及同步数据采集系统 ,可以测量同一时刻推力瓦面上... 推力瓦与镜板间的润滑油膜厚度是确保推力轴承安全运行的关键参数。研制了一套推力轴承油膜厚度的测量系统及标定装置。设计了基于反射式传感技术的光纤位移传感器、推力瓦面对位系统以及同步数据采集系统 ,可以测量同一时刻推力瓦面上沿径向分布的 4点油膜厚度 ,其测量精度可以达到± 5 μm。 展开更多

关键词 计量学 油膜厚度测量系统 光纤位移传感器 推力轴承

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基于反射式塑料光纤传感器的微位移测量技术研究 被引量：7

12

作者 贾旻 孙伟 《电子测试》 2017年第5期45-46,39,共3页

近年来,高精度的位移测量精度要求越来越高,为响应这一需求,本文依据待测位移量可由反射光强变化得出的原理设计了一种基于塑料光纤的位移传感器。本文所涉及的光纤位移传感器以静态拉伸式杨氏模量测量实验中钢丝长度的微小变化为待测... 近年来,高精度的位移测量精度要求越来越高,为响应这一需求,本文依据待测位移量可由反射光强变化得出的原理设计了一种基于塑料光纤的位移传感器。本文所涉及的光纤位移传感器以静态拉伸式杨氏模量测量实验中钢丝长度的微小变化为待测量进行设计。在整个传感器系统制作完成后,结果显示,在0~3mm的位移范围内,测量输出与实际位移成线性关系且线性度为0.6%,在较大位移区间内实现了具有良好线性度的测量,同时,根据实验结果测得灵敏度为2.13m V/μm,保证了测量的精准度。这种设计方法的使用扩大了塑料光纤的应用领域,同时,优化了传感器的精准度和线性化精度等性能指标。, 展开更多

关键词 微位移测量 塑料光纤 光纤位移传感器

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水膜厚度光纤检测系统 被引量：8

13

作者 张小栋 郭琦 牛杭 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2747-2754,共8页

针对海水泵滑靴副水膜厚度测量需求,利用反射强度调制型位移光纤传感器工作原理设计并实现了一种水膜厚度检测系统。设计了与海水泵结构相对应的光纤探头,其采用具有较好补偿功能的三圈同轴型光纤束结构消除了由光源强度、反射表面性质... 针对海水泵滑靴副水膜厚度测量需求,利用反射强度调制型位移光纤传感器工作原理设计并实现了一种水膜厚度检测系统。设计了与海水泵结构相对应的光纤探头,其采用具有较好补偿功能的三圈同轴型光纤束结构消除了由光源强度、反射表面性质以及光纤光强损耗和弯曲损耗等因素带来的影响;开发了由光源模块、电源模块、光电转换模块、低通滤波模块、信号比值模块等组成的前置器用于信号调理。对开发的水膜厚度光纤检测系统进行了静态性能和动态性能测试实验,结果表明:该检测系统的测量精度可达微米级,测量系统的量程为1 000μm,灵敏度为3.45mV/μm,动态性能良好,满足了对海水泵水膜厚度的检测需求。 展开更多

关键词 光纤位移传感器 水膜厚度 检测系统 海水泵滑靴副

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嵌入式光纤位移传感器信号处理电路的设计 被引量：5

14

作者 张冈 韩艳军 +2 位作者 曹汇敏 陈幼平 周祖德 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2005年第6期41-42,57,共3页

文中介绍了嵌入式光强调制型光纤位移传感器的工作原理,并针对以往信号处理电路的缺点加以改进,设计出一种新的信号处理电路,重点描述了硬件实现方法及其软件开发。其硬件主要由信号调理电路、有效值转换器AD536A和高性能单片机ADuC812... 文中介绍了嵌入式光强调制型光纤位移传感器的工作原理,并针对以往信号处理电路的缺点加以改进,设计出一种新的信号处理电路,重点描述了硬件实现方法及其软件开发。其硬件主要由信号调理电路、有效值转换器AD536A和高性能单片机ADuC812组成;软件部分的主要功能是完成两路信号相除、线性化处理和补偿等工作。传感器具有结构简单、线性度好、灵敏度高等优点。 展开更多

关键词 光纤位移传感器 嵌入式 信号处理

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具有温度补偿的高精度FBG微位移传感器的设计、制作及性能研究 被引量：7

15

作者 陈振威 陈焕权 +3 位作者 史雯慧 李建宇 郑加金 韦玮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期116-124,共9页

为克服现有光纤布拉格光栅传感器设计结构复杂、温补误差大等缺陷,设计并制作了一种基于弹簧与滑块相结合的结构简单且高精度光纤布拉格光栅位移传感器,在一根光纤上获得温度补偿的同时,实现了高精度微位移测量,极大的减小了空间占用。... 为克服现有光纤布拉格光栅传感器设计结构复杂、温补误差大等缺陷,设计并制作了一种基于弹簧与滑块相结合的结构简单且高精度光纤布拉格光栅位移传感器,在一根光纤上获得温度补偿的同时,实现了高精度微位移测量,极大的减小了空间占用。实验结果表明:该传感器具有优良的微位移测量能力,灵敏度为145.08 pm/mm,精度为1.43%,量程为10 mm;静态综合相对误差为2.88%,整体的线性度、重复性和迟滞性误差较小。比较铝合金衬底、石英衬底和无衬底的温补效果,发现石英衬底的传感器温度补偿效果更佳,其延迟时间从6.8 min下降到4.3 min,最大温度补偿误差从44 pm减少至40 pm。最终采用石英玻璃作为衬底制成的传感器温度灵敏度为6.34 pm/℃,温补误差为0.26%。本文研制的传感器有望用于机械装备和土木工程等高精度结构位移的在线监测。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感器 位移传感器 高精度 温度补偿

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基于信息融合理论的光纤位移传感器研究 被引量：5

16

作者 时德钢 刘晔 +3 位作者 韦兆碧 张国林 胡光辉 王采堂 《电工电能新技术》 CSCD 2004年第1期47-50,共4页

提出了一种解决光纤位移传感器对温度的交叉灵敏度问题的方法。该方法基于多传感器信息融合理论,通过增设温度传感器,将位移传感器和温度传感器的输出进行融合处理,实现了软件补偿,降低了交叉灵敏度系数,为存在交叉灵敏度的传感器的实... 提出了一种解决光纤位移传感器对温度的交叉灵敏度问题的方法。该方法基于多传感器信息融合理论,通过增设温度传感器,将位移传感器和温度传感器的输出进行融合处理,实现了软件补偿,降低了交叉灵敏度系数,为存在交叉灵敏度的传感器的实用化设计提供了一种新思路。实验表明,融合处理后光纤位移传感器的温度灵敏度系数降为原来的1/3,测量准确度和系统稳定性均得到提高。 展开更多

关键词 光纤位移传感器 多传感器信息融合 交叉灵敏度

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基于球形长周期光纤光栅的宽动态范围位移传感器实验研究

17

作者 程朴 覃慧玲 蒲亮 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期252-256,共5页

[目的]针对光纤位移传感器动态范围窄的问题,设计一种结构简单、易于制备的气球形长周期光纤光栅(LPFG)位移传感器。[方法]采用RSOFT软件进行仿真与优化,得到光纤在不同曲率下的光谱形态,以此来确定测量区间。通过将多模光纤周期性嵌入... [目的]针对光纤位移传感器动态范围窄的问题,设计一种结构简单、易于制备的气球形长周期光纤光栅(LPFG)位移传感器。[方法]采用RSOFT软件进行仿真与优化,得到光纤在不同曲率下的光谱形态,以此来确定测量区间。通过将多模光纤周期性嵌入单模光纤形成的气球形长周期光纤光栅(MMF-BLPFG),提供用于测量位移的参考峰。使用精密的连续切割装置作为实验基础,制备与仿真结果一致的实验样品进行测试。[结果]通过测量2个谐振峰的漂移,实现了36 mm的最大位移测量范围。[结论]该研究成果在舰船水下疏水空间管系的稳定性测量和连续监测等需要大规模测量的场景中具有良好的应用潜力。 展开更多

关键词 光纤传感器 长周期光纤光栅 位移传感器 折射率调制 气球形传感器

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用于微动工作台的光纤位移传感器设计 被引量：6

18

作者 韦宣 乐静 +1 位作者 申阿维 邵伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第1期115-117,共3页

针对微动工作台定位中遇到的位移检测问题,探讨了一种反射式光纤位移传感器。通过分析光纤耦合原理设计了发射接收光纤探头的结构;选择高亮度LED和高灵敏度硅光电池,提高了传感器的抗干扰能力和增强了信号强度;检测电路实现了对信号的... 针对微动工作台定位中遇到的位移检测问题,探讨了一种反射式光纤位移传感器。通过分析光纤耦合原理设计了发射接收光纤探头的结构;选择高亮度LED和高灵敏度硅光电池,提高了传感器的抗干扰能力和增强了信号强度;检测电路实现了对信号的去零、放大,从而提高分辨率,解决了这类传感器的线性范围小所引起的不足。实验结果表明:在0～200μm的量程内分辨率能达到亚微米级。 展开更多

关键词 光纤位移传感器 亚微米 微动工作台

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具有自标定功能的光纤光栅位移传感器

19

作者 倪岳 辛璟焘 +2 位作者 宋言明 吕峥 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期148-153,共6页

为了解决光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位移传感器易受温度、振动等外界因素影响而导致测量重复性差的问题,本文利用磁铁非接触的力传递特性,以光纤光栅为核心元件,工字型梁、永磁体等为辅助元件研究了一种无接触的FBG位移自校准... 为了解决光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位移传感器易受温度、振动等外界因素影响而导致测量重复性差的问题,本文利用磁铁非接触的力传递特性,以光纤光栅为核心元件,工字型梁、永磁体等为辅助元件研究了一种无接触的FBG位移自校准装置。利用移动端磁铁与位置标定端磁铁位置重合时,工字型梁所受磁力最大,进行位置信息的自校准,进而提高FBG位移传感器的测量重复性和测量精度。通过将自校准装置安装在卷尺结构的位移传感器上,对其传感特性展开实验研究,结果表明:在0~360 mm的测量范围内,校准前平均均方根误差为5.838 mm,校准后平均均方根误差为0.953 mm。本文采用自校准装置在很大程度上提高了FBG位移传感器的测量重复性,为位移传感器的环境适应性优化提供了一种新方法。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 光纤传感 位移传感器 自校准

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基于直接相位解调的双光纤法布里-珀罗位移传感器 被引量：5

20

作者 郭晶晶 黎敏 童斌 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期124-128,共5页

条纹计数法解调精度受限,而常用的高精度外差调频解调法(如相位生成载波法、线性调频法),在光源调频过程中伴生有幅度调制并且调制解调系统复杂。提出了一种基于双光纤光路相位解调的法布里-珀罗(F-P)位移传感器,原理上省去了光源调频过... 条纹计数法解调精度受限,而常用的高精度外差调频解调法(如相位生成载波法、线性调频法),在光源调频过程中伴生有幅度调制并且调制解调系统复杂。提出了一种基于双光纤光路相位解调的法布里-珀罗(F-P)位移传感器,原理上省去了光源调频过程,在提高检测精度的同时,成本与条纹计数法相当。与已有报道的双光路结构不同的是,该传感器对两干涉光路之间相位差无严格要求,安装调节简单,降低了传感器的工艺难度。位移测量实验结果表明,该传感器在0～500μm的测量范围内,线性度为1.1%,误差限值为±3μm。 展开更多

关键词 传感器 光纤位移传感器 双光纤法布里-珀罗干涉仪 直接相位解调 条纹计数法

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