高精度弓型光纤光栅微位移传感器

摘要：

为了测量控机床结构件、微加工工作台的微小变形量,设计了一种高精度弓型光纤布拉格光栅(FBG)微位移传感器.将光纤布拉格光栅的栅区部分粘贴在弓型上下壁处,当弓形件发生变形时,可测出上下壁的应变值,从而测得位移值并进行温度解耦.实验结果表明,在量程为1 mm时,传感器的灵敏度为2.02 pm/μm,线性相关系数为0.9983,实验的迟滞误差为4.08％,重复性误差为4.08％.在温度补偿实验中可以看出,当温度上升1℃,波长漂移量不到1 pm.类似于弓型结构衍生出一种半弓型结构的位移传感器.两类传感器相比,弓型传感器的温度灵敏度比半弓型传感器小0.0015 pm/μm,温度补偿效果更好;但半弓型传感器的线性度为0.4％,线性度比弓型传感器好.两种传感器均满足测量值稳定可靠、精度高、抗电磁干扰能力强,温度不敏感等要求.

关键词：光纤传感、光纤光栅、微位移传感器、高精度、温度补偿

所属期刊栏目：26

分类号：TN253(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51375358

在线出版日期：2018-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：556-564