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题名基于角度偏差自校正的光纤形状传感结构设计
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作者
王春霞
刘云朋
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机构
焦作大学机电工程学院
焦作大学人工智能学院
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出处
《半导体光电》
CAS
北大核心
2024年第1期130-136,共7页
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基金
河南省科技计划项目(232400411191)。
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文摘
光纤形状传感中FBG的放置角度误差会影响曲率的计算精度,从而增大形状反演的误差。为了实现传感胶棒的角度自校正,设计了一种自校正形状传感结构,在传感胶棒的感知截面上布设9个FBG,以120°等角度间隔作为基准位置,分别提取±10°位置上的应变,从而实现FBG响应与角度偏差的函数映射。提出了一种基于角度偏差自校正算法,通过适应度函数完成对传感参量α与k的阈值优化,实现任意角度偏差的自校正。仿真分析不同α与k条件下的响应关系,发现α具有很好的线性变化特性,k仅随主敏感FBG波动的特性。在单截面实验中,加载0~100 N应力变化后,9个FBG的平均响应度介于[-1.012με/N,0.987με/N]之间。响应度的正负可以表征弯曲方向,相邻FBG的响应也具有很好的线性度。在组合截面实验中,根据反演结果重建传感胶棒三维结构,输出各点位坐标和应力值信息。
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关键词
光纤形状传感
自校准
角度偏差
传感胶棒
组合探测
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Keywords
fiber optic shape sensing
self calibration
angular deviation
sensing rubber rod
combination detection
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分类号
TP212.14
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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