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题名微型高精度光纤布拉格光栅土压力传感器研究
被引量：17
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作者
蒋善超
曹玉强
隋青美
王静
王宁
王正方
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机构
山东大学光纤传感技术工程研究中心
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出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期117-122,共6页
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基金
山东大学自主创新基金(yzc12081)资助课题
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文摘
结合不锈钢膜片的特性,研制出一种微型高精度光纤布拉格光栅(FBG)土压力传感器。该传感器通过不锈钢膜片与力学传递元件将土压力转化为光纤光栅的轴向拉力,大大提高了传感器的灵敏度,有效避免了光栅受力不均引起的啁啾效应,同时减小了传感器的体积。通过理论计算,得到该传感器的压力敏感系数为29.6557nm/MPa,是裸光栅的9885倍。传感器性能测试实验证实该传感器线性度良好,实测压力敏感系数为27.5nm/MPa,略小于理论值,其主要原因是应变传递效率低于1。为进一步提高实验测量精度,采用Haar小波变换来减小因光纤光栅解调设备模数(A/D)采样速率及转换精度有限带来波长抖动所产生的仪器误差,实验数据表明经Haar小波处理后光栅中心波长的抖动幅值降为原数据的50%左右。
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关键词
光栅
土压力传感器
低啁啾
HAAR小波变换
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Keywords
grating
soil pressure sensor
low frequency chirp
Haar wavelet transform
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分类号
TN253
[电子电信—物理电子学]
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题名微型布拉格光栅土压力传感器的设计与试验
被引量：4
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作者
孙搏
隋青美
王静
曹帅帅
王宁
李海燕
刘斌
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机构
山东大学控制科学与工程学院
山东大学岩土与结构中心
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2016年第10期20-23,27,共5页
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文摘
基于金属膜片受压径向拉伸特性。依据土压力传感器与土介质的匹配原则,设计了一种微型布拉格光栅土压力传感器。传感器充分利用金属膜片受到外界压力而产生的最大应变。传感器理论压力灵敏度为2.337 6 nm/MPa。用ANSYS建立金属膜片有限元模型,提取膜片中心点径向位移,得到仿真灵敏度为2.332 0 nm/MPa。用台式气压源、光纤光栅解调仪等设备组建气压标定平台,对传感器进行标定试验。试验表明,在0.3~1.0 MPa范围内,压力灵敏度为1.962 9 nm/MPa,较裸光栅提高654倍,线性度为99.4,具有低啁啾、稳定性高的特点。
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关键词
光纤BRAGG光栅
土压力传感器
金属膜片
匹配原则
有限元分析
低啁啾
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Keywords
fiber Bragg grating
soil pressure sensor
metal flake
matching principle
finite element analysis
low frequency chirp
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分类号
TN253
[电子电信—物理电子学]
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