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光纤光栅传感器的应用概况 被引量：363
1
作者 姜德生 何伟 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期420-430,共11页
就国外光纤光栅传感器在民用工程结构、航空航天业、船舶航运业、石油化工业、电力工业、核工业。
关键词 光纤光栅 传感器 应用
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基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统 被引量：74
2
作者 余有龙 谭华耀 锺永康 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期987-989,共3页
介绍一种基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统 ,用非平衡波长扫描迈克耳孙干涉仪将来自传感光栅的包含应变信息的波长信号变为相位信号 ,借助相位计显示的相位变化确定待测应变的大小。该传感系统具备分辨5 .5nε的能力 ,其灵敏度的实... 介绍一种基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统 ,用非平衡波长扫描迈克耳孙干涉仪将来自传感光栅的包含应变信息的波长信号变为相位信号 ,借助相位计显示的相位变化确定待测应变的大小。该传感系统具备分辨5 .5nε的能力 ,其灵敏度的实验值为 1.80° με,与预期值 1.83° 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器 分辨率 干涉解调
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光纤光栅传感技术在工程中的应用 被引量：92
3
作者 徐国权 熊代余 《中国光学》 EI CAS 2013年第3期306-317,共12页
综述了光纤光栅传感器近年来在工程结构健康监测、石油产业、电力行业、岩土工程、航空航天、采矿、爆破、交通及医学等各个领域的应用情况。文章认为,限制光纤光栅传感器产业化和大规模应用的主要因素是缺乏统一的设计理论和制作方法,... 综述了光纤光栅传感器近年来在工程结构健康监测、石油产业、电力行业、岩土工程、航空航天、采矿、爆破、交通及医学等各个领域的应用情况。文章认为,限制光纤光栅传感器产业化和大规模应用的主要因素是缺乏统一的设计理论和制作方法,这使得不同厂家生产的传感器规格存在差异。另外,由于复杂的生产技术和精细的生产过程使传感器生产成本较高,而且能实际应用的光纤光栅传感器的解调产品并不多,且价格很高。根据上述分析,文中对该项技术未来的发展方向提出了展望。 展开更多
关键词 光纤光栅 光纤传感器 工程应用
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聚合物封装的高灵敏度光纤光栅压力传感器 被引量：50
4
作者 刘云启 郭转运 +4 位作者 刘志国 葛春风 赵东晖 董孝义 郑建成 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期211-214,共4页
将光纤光栅封装于一种有机聚合物基底中 ,并对其压力传感特性和温度交叉敏感特性进行了研究 ,由于基底材料的带动作用 ,封装后的光纤光栅对于压力的灵敏度提高为裸光栅的 31 7倍 ,压力灵敏系数可达 - 6 2 8× 10 - 5/MPa。这种技... 将光纤光栅封装于一种有机聚合物基底中 ,并对其压力传感特性和温度交叉敏感特性进行了研究 ,由于基底材料的带动作用 ,封装后的光纤光栅对于压力的灵敏度提高为裸光栅的 31 7倍 ,压力灵敏系数可达 - 6 2 8× 10 - 5/MPa。这种技术不仅操作简单 ,而且同时具有压力增敏和保护光栅双重效果。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 压力传感器 聚合物 封装
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光纤光栅传感信号解调技术研究进展 被引量：66
5
作者 吴晶 吴晗平 +1 位作者 黄俊斌 顾宏灿 《中国光学》 EI CAS 2014年第4期519-531,共13页
光纤光栅传感器是一种新型传感器,有着非常广泛的应用前景。限制光纤光栅传感器大量实际应用的主要障碍是传感信号解调,因而,光纤光栅传感信号解调是光纤光栅传感器应用的关键技术之一。本文对现有已报道的光纤光栅传感信号的解调方法... 光纤光栅传感器是一种新型传感器,有着非常广泛的应用前景。限制光纤光栅传感器大量实际应用的主要障碍是传感信号解调,因而,光纤光栅传感信号解调是光纤光栅传感器应用的关键技术之一。本文对现有已报道的光纤光栅传感信号的解调方法进行综述,并归类为:边缘滤波法、匹配滤波法、可调谐滤波法、光源波长可调谐扫描法、射频探测法、光栅啁啾法、CCD分光仪法、干涉法。对各种方法的原理及相关改进方法进行了阐述,并对其优缺点做了比较分析,最后,对光纤光栅传感信号的解调技术发展进行了展望。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 信号解调 滤波法 干涉法
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光纤光栅传感器的现状与发展 被引量：24
6
作者 尚丽平 张淑清 史锦珊 《燕山大学学报》 CAS 2001年第2期139-143,共5页
概述了近几年国内外在光纤传感器领域的研究热点──光纤Bragg光栅传感器的发展与现状，这种迅速发展的功能型光纤传感元件具有其它种类的光纤传感器无可比拟的优点，给出了光纤Bragg光栅的基本光学特性，光纤光栅的制作技术，光纤光栅... 概述了近几年国内外在光纤传感器领域的研究热点──光纤Bragg光栅传感器的发展与现状，这种迅速发展的功能型光纤传感元件具有其它种类的光纤传感器无可比拟的优点，给出了光纤Bragg光栅的基本光学特性，光纤光栅的制作技术，光纤光栅传感器的工作原理，对温度和应变的灵敏度分析以及波长位移信号的解调技术等，最后描述了其前景和主要研究方向。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 光纤传感器 光纤bragg光栅传感器 描述 信号 功能型 元件 解调技术 波长位移 光学特性
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裸光纤光栅表贴结构应变传递分析与实验研究 被引量：56
7
作者 李红 祝连庆 +2 位作者 刘锋 张荫民 黄强先 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1744-1750,共7页
光纤光栅的封装结构在应变测量中至关重要,表贴式结构简化了应变传递环节,能够提高应变传递效率和稳定性。光纤光栅应变传感的准确性取决于光纤-粘接层-基体之间的界面传递特性。本文以表贴式裸光纤光栅作为研究对象,建立传感器应变传... 光纤光栅的封装结构在应变测量中至关重要,表贴式结构简化了应变传递环节,能够提高应变传递效率和稳定性。光纤光栅应变传感的准确性取决于光纤-粘接层-基体之间的界面传递特性。本文以表贴式裸光纤光栅作为研究对象,建立传感器应变传递模型,并推导了基底实际应变与表贴的裸光纤光栅所测应变之间的关系,仿真分析了粘接层弹性模量、厚度、长度、宽度等粘接参数对平均应变传递率的影响,得到裸光纤光栅表贴结构粘接层的优化参数,为表贴式光纤光栅传感应用提供参考依据。选用高温固化环氧胶353 ND,将涂覆层为聚酰亚胺的裸光纤光栅粘贴于等强度梁上,进行应变传递效果评价实验,结果表明,表贴式裸光纤光栅随铝材基底的应变呈现良好的线性关系,应变灵敏度为1.13 pm/με,是基片式封装应变灵敏度的1.5倍,应变传递率达到94.2%,与理论分析结果较为接近,证明了表贴结构模型与粘接手段的正确性和可行性。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 表贴式传感器 粘接层 应变传递
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基于悬臂梁结构的光纤光栅位移传感研究 被引量：38
8
作者 关柏鸥 刘志国 +1 位作者 开桂云 董孝义 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第11期983-985,共3页
本文提出了一种基于光纤光栅和悬臂梁结构的新型位移传感方案，并给出了实验结果． 本传感系统结构简单，测量范围大（大于２０ｍ ｍ ），线性好（０．９９９１），抗电磁干扰，信噪比高，并可实现在线监测．
关键词 光纤光栅 悬臂梁 位移传感器
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基于参考光栅的光纤光栅应变传感器温度补偿 被引量：37
9
作者 万里冰 王殿富 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期50-53,共4页
为解决光纤布拉格光栅(FBG)应变测量时的应变、温度交叉敏感问题,利用FBG便于构成传感网络的优点,将温度补偿参考FBG与应变测量FBG串联在一路光纤上,根据2只FBG布拉格波长相对漂移获得被测结构应变。双FBG波长相对漂移对温度的灵敏度仅... 为解决光纤布拉格光栅(FBG)应变测量时的应变、温度交叉敏感问题,利用FBG便于构成传感网络的优点,将温度补偿参考FBG与应变测量FBG串联在一路光纤上,根据2只FBG布拉格波长相对漂移获得被测结构应变。双FBG波长相对漂移对温度的灵敏度仅为0.12 pm/℃,较好地实现FBG应变测量的温度补偿。参考FBG法原理简单,可操作性强,为FBG应变传感器的实际工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(FBG) 传感器 温度补偿
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基于可调F-P滤波器的光纤光栅传感器阵列查询技术 被引量：24
10
作者 余有龙 谭华耀 锺永康 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期1103-1106,共4页
利用可调 F- P滤波器对四个光纤光栅组成的传感器阵列进行波长扫描 ,借助示波器和探测器对滤波光束的时序分布进行观察 ,实现地址查询。比较波长漂移前后传感阵列的反射谱 ,可用于解调 ,实验结果与预期值基本一致。选用反射率相差悬殊... 利用可调 F- P滤波器对四个光纤光栅组成的传感器阵列进行波长扫描 ,借助示波器和探测器对滤波光束的时序分布进行观察 ,实现地址查询。比较波长漂移前后传感阵列的反射谱 ,可用于解调 ,实验结果与预期值基本一致。选用反射率相差悬殊的光栅作传感元 。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器阵列 查询 F-P滤波器 波长扫描
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新型光纤Bragg光栅锚索预应力监测系统 被引量：28
11
作者 姜德生 梁磊 +2 位作者 南秋明 周雪芳 信思金 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 2003年第7期15-17,共3页
针对预应力锚索检测的问题 ,在分析预应力传感器研究现状的基础上 ,提出了采用光纤 Bragg光栅传感技术进行锚索监测的新方案 ,详细介绍了光纤 Bragg光栅锚索预应力监测系统的工作原理及主要构成、进行了工程现场与常规的电测技术的对比... 针对预应力锚索检测的问题 ,在分析预应力传感器研究现状的基础上 ,提出了采用光纤 Bragg光栅传感技术进行锚索监测的新方案 ,详细介绍了光纤 Bragg光栅锚索预应力监测系统的工作原理及主要构成、进行了工程现场与常规的电测技术的对比实验。结果表明 :光纤 Bragg光栅传感器具有高的精度 ,抗干扰能力强 ,结构简单 ,长期稳定性高 ,实现实时。 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 预应力传感器 锚索
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用于干涉型光纤传感器的相位生成载波解调技术 被引量：20
12
作者 黄建辉 曹芒 +1 位作者 李达成 程晓辉 《光学技术》 CAS CSCD 2000年第3期228-231,共4页
相位生成载波技术是用于光纤传感器中很重要的一种信号解调方法。简要说明了相位生成载波调制的原理和两种基本的调制方法 ,着重介绍了相位生成载波调制信号的解调方法 ,包括 :零差法、伪外差法和合成外差法 ,并对以上各种方法进行了分... 相位生成载波技术是用于光纤传感器中很重要的一种信号解调方法。简要说明了相位生成载波调制的原理和两种基本的调制方法 ,着重介绍了相位生成载波调制信号的解调方法 ,包括 :零差法、伪外差法和合成外差法 ,并对以上各种方法进行了分析比较。对相位生成载波技术在干涉型光纤传感器中的应用作了详细的介绍。针对现在最有希望用于智能结构的光纤布拉格光栅传感器 ,介绍了相位生成载波技术在这方面的应用。 展开更多
关键词 相位生成载波解调 干涉型光纤传感器
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电力电缆接头测温系统的设计 被引量：35
13
作者 徐元哲 王乐天 +1 位作者 刘雪冬 李波 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2977-2982,共6页
电缆接头是电缆的薄弱环节,电缆接头温度是反映其运行状态的重要参数。为及时准确了解电缆接头的运行状况,设计了电缆接头温度在线监测系统。首先根据传热学理论,分析电缆接头的传热形式和特点,应用有限元分析软件求解电缆接头的温度场... 电缆接头是电缆的薄弱环节,电缆接头温度是反映其运行状态的重要参数。为及时准确了解电缆接头的运行状况,设计了电缆接头温度在线监测系统。首先根据传热学理论,分析电缆接头的传热形式和特点,应用有限元分析软件求解电缆接头的温度场分布。然后根据光纤Bragg光栅(FBG)的传感原理,采用热反应灵敏的光纤光栅传感器和精度较高的微型光谱仪设计测温系统,其中对传感器进行优化设计,并通过包绕方式安装传感器。该系统不受电磁辐射的干扰和光源波动的影响;传感器可在一条光纤上串接复用,实现准分布式测量。实验表明,该系统可以实时监测电缆接头的温度变化,实现电缆事故预警。 展开更多
关键词 电缆接头 温度 在线监测 传热学 光纤bragg光栅(FBG) 传感器
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基于双等强度悬臂梁的光纤光栅加速度振动传感器 被引量：35
14
作者 王宏亮 周浩强 +2 位作者 高宏 冯德全 樊伟 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期635-641,共7页
研制了一种基于双等强度悬臂梁式光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器。首先采用ANSYS软件对传感器进行数值计算与仿真,得到在各个阻尼比下传感器的幅频特性曲线和相频特性曲线,不断变化传感器结构参数,寻找最优谐振频率与加速度灵敏度,从而... 研制了一种基于双等强度悬臂梁式光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器。首先采用ANSYS软件对传感器进行数值计算与仿真,得到在各个阻尼比下传感器的幅频特性曲线和相频特性曲线,不断变化传感器结构参数,寻找最优谐振频率与加速度灵敏度,从而得到传感器最优结构参数;根据仿真所得的最优结构参数,进行传感器加工;利用所加工的振动传感器进行振动台试验研究并对所得实验数据进行处理,将处理后的数据与ANSYS软件仿真得到的数据进行比较,结果表明,振动平台所测得的实验结果与ANSYS软件仿真结果相吻合,传感器的谐振频率为80.74Hz,可实现50Hz以下低频振动信号的实时监测,在5～50Hz之间的加速度灵敏度约为20.85pm/m.s-2。 展开更多
关键词 双等强度悬臂梁 仿真计算 光纤布拉格光栅(FBG) 振动传感器 固有频率
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光纤光栅传感器在航空航天复合材料/结构健康监测中的应用 被引量：32
15
作者 于秀娟 余有龙 +1 位作者 张敏 廖延彪 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-3,共3页
本文简要概述了光纤光栅传感器的特点及航空航天复合材料的类型,详细介绍了光纤光栅在航空航天复合材料/结构健康监测中的应用和发展状况;指出目前存在的问题,并探讨了相应的对策;展望了基于该类传感器的健康监测技术在航空航天领域的... 本文简要概述了光纤光栅传感器的特点及航空航天复合材料的类型,详细介绍了光纤光栅在航空航天复合材料/结构健康监测中的应用和发展状况;指出目前存在的问题,并探讨了相应的对策;展望了基于该类传感器的健康监测技术在航空航天领域的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光栅 传感器 健康监测 航空航天 复合材料
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滑动式光纤布拉格光栅位移传感器 被引量：33
16
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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分布式光纤光栅实现应变和温度的同时测量 被引量：26
17
作者 毕卫红 李卫 傅广为 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期827-829,834,共4页
提出了一种新的能实现对应变和温度同时测量的分布式光纤光栅(FBGs)传感器。该方案利用光纤与其端面连接介质的费涅尔(Fresnel)反射来测温度,以解决温度和应变测量时的交差敏感问题;利用频分复用技术来实现多个FBGs传感器的复用技术。... 提出了一种新的能实现对应变和温度同时测量的分布式光纤光栅(FBGs)传感器。该方案利用光纤与其端面连接介质的费涅尔(Fresnel)反射来测温度,以解决温度和应变测量时的交差敏感问题;利用频分复用技术来实现多个FBGs传感器的复用技术。该技术方案能用一系列相同的FBGs来实现多点应变的测量,有实现简单,能实现复用的FBGs多的特点。 展开更多
关键词 分布式光纤光栅 应变测量 温度测量 传感器 费涅尔反射 频分复用
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光纤光栅传感器应变传递影响参数研究 被引量：28
18
作者 周广东 李宏男 +1 位作者 任亮 李东升 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期169-173,97,共6页
当光纤光栅传感器埋设在结构中或粘贴于结构表面后,由于中间层的存在使结构的真实应变和光纤光栅传感器所测得的应变之间存在一个传递系数。在已有的应变传递理论的基础上,经过分析得出影响光纤光栅传感器应变传递的主要因素,它们是光... 当光纤光栅传感器埋设在结构中或粘贴于结构表面后,由于中间层的存在使结构的真实应变和光纤光栅传感器所测得的应变之间存在一个传递系数。在已有的应变传递理论的基础上,经过分析得出影响光纤光栅传感器应变传递的主要因素,它们是光纤光栅传感器的长度、中间层的厚度、弹性模量和泊松比。结果表明,光纤光栅传感器平均应变传递随着传感器长度的增加而升高,随着中间层厚度的增大而降低,随着中间层的弹性模量的增加而增大;中间层的泊松比对平均应变传递率的影响很小,在设计中可以忽略。 展开更多
关键词 固体力学 光栅光纤传感器 参数分析 应变传递 中间层
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光纤Bragg光栅温度和应变传感特性的试验研究 被引量：29
19
作者 郑卜祥 宋永伦 +2 位作者 张东生 吴安 姜德生 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第11期12-15,23,共5页
在光纤Bragg光栅传感原理的理论分析基础上,采用保温装置和等强梁结构对其温度和应变传感特性进行了试验研究,并做了试验结果的误差分析。其结果表明光纤光栅的Bragg波长随温度和轴向应变的变化呈现出良好的线性关系,且重复性较好。试... 在光纤Bragg光栅传感原理的理论分析基础上,采用保温装置和等强梁结构对其温度和应变传感特性进行了试验研究,并做了试验结果的误差分析。其结果表明光纤光栅的Bragg波长随温度和轴向应变的变化呈现出良好的线性关系,且重复性较好。试验测得的温度灵敏系数升温时约为9.54 pm/℃,降温时约为9.53 pm/℃,理论计算值约为9.72 pm/℃;应变灵敏系数加载时约为1.006 pm/με,卸载时约为1.005 pm/με,理论计算值约为1.011 pm/℃;其试验值与理论计算值吻合得很好。同时介绍了一种简单实用的温度补偿技术,得出了考虑温度补偿后的实际应变与光栅波长的关系式,并采用焊接应力在线监测试验对其温度和应变传感特性的标定值进行了验证,为光纤Bragg光栅在铝合金工程结构中进行温度和应变监测提供了理论依据和试验数据,对光纤Bragg光栅传感测量的工程应用具有借鉴作用和重要意义。 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 温度 应变 光纤传感器 温度补偿
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温度实时补偿的高精度光纤光栅压力传感器 被引量：32
20
作者 何少灵 郝凤欢 +3 位作者 刘鹏飞 桑卫兵 刘瑞 葛辉良 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期166-170,共5页
提出了一种新型的温度实时补偿的高精度光纤光栅压力传感器。传感器基于弹性膜片结构,测压光栅直接与膜片连接,膜片在压力作用下产生轴向位移来拉动测压光栅以实现压力传感;温补光栅与弹性膜片分离,使之对外界压力不敏感,用以作测压光... 提出了一种新型的温度实时补偿的高精度光纤光栅压力传感器。传感器基于弹性膜片结构,测压光栅直接与膜片连接,膜片在压力作用下产生轴向位移来拉动测压光栅以实现压力传感;温补光栅与弹性膜片分离,使之对外界压力不敏感,用以作测压光栅的温度补偿。测压光栅和温补光栅都施加一定大小的预拉力,使其对环境的温度响应基本相同,从而实现了温度实时补偿。传感器测压光栅与弹性膜片直接连接,消除了力的中间传递,在实现压力快速响应的同时又确保了高精度测量。实验中,传感器在温度快速变化的环境中,压力测量值的变化范围小于±0.7%F.S.;在25 MPa的压力测量范围内,压力精度达到了0.19%F.S.。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤光栅 温度补偿 压力传感器
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