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题名微型宽频光纤布拉格光栅振动传感器设计及特性研究
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作者
赵慧枝
董明利
辛璟焘
宋言明
张旭
吴俊
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机构
北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院
北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室
天津大学精密仪器与光电子工程学院
北京空间机电研究所
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出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2024年第9期256-263,共8页
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基金
北京市自然基金-市教委联合基金项(KZ201911232044)。
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文摘
提出了一种小型化、宽频段、高灵敏度的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器,利用毫米级FBG进行传感器结构的微型化设计。采用“杠杆铰链”结构作为应变传递梁,通过质量块尾端镂空的方法,调节整体质量块重心位置,提高了传感器的固有频率,此结构可以在灵敏度小幅度降低的情况下提升传感器的固有频率。为了满足空间相机上传感器小型化的要求,设计了体积为15 mm×15 mm×15 mm的振动传感器,并对其进行了结构设计和有限元仿真分析,完成了传感器的结构优化,兼顾工作频段和灵敏度。通过毫米级FBG刻写、传感器封装完成了传感器的制作。搭建了振动测试系统对传感器的特性进行测试和分析,结果表明:传感器的固有频率约为1250 Hz,激振频率为750 Hz时,传感器的灵敏度大于83.3 pm·g^(-1),横向抗干扰能力较强,交叉灵敏度小于4%。
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关键词
传感器
宽频段
振动分析
杠杆铰链结构
光纤布拉格光栅
光纤传感器
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Keywords
sensor
wide frequency band
vibration analysis
lever hinge structure
fiber Bragg grating
fiber optic sensor
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分类号
TN253
[电子电信—物理电子学]
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