单光纤光栅实现位移、温度同时区分测量  被引量:12

Displacement and Temperature Simultaneous Measurement with Single Fiber Bragg Grating

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作  者:尉婷[1] 乔学光[1] 贾振安[2] 傅海威[2] 王宏亮[2] 

机构地区:[1]中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710068 [2]西安石油大学光纤传感实验室,西安710065

出  处:《传感技术学报》2005年第2期358-362,共5页Chinese Journal of Sensors and Actuators

基  金:国家"863"发展计划资助项目(2002AA313150);国家自然科学基金资助项目(69877025);国家教育部科学技术重点项目(02190);陕西省教育厅科学技术项目(02JK158);西安石油大学青年创新科技基金资助项目(40)

摘  要:结合光纤光栅悬臂梁调谐的特点,采用悬臂梁矩形梁结构,将光纤光栅粘贴在悬臂梁侧面,利用反射波的带宽对应变敏感而对温度不敏感的特性解调悬臂梁自由端的垂直位移,和反射波的中心波长对温度敏感而对应变不敏感的特性解调温度,成功地实现了对位移和温度的同时测量。基于光谱分析仪0.1nm的光谱分辨率,实验可得到位移、温度同时区分测量系统的带宽随位移变化的灵敏度为0.153nm/mm,位移分辨率为0.193mm,位移测量范围可达6.15mm;中心波长随温度变化的灵敏度为0.029nm/℃,温度分辨率为3.4℃,温度测量范围为45℃。实验结果与理论分析基本一致。A novel displacement and temperature simultaneous measurement fiber Bragg grating sensor with a single FBG is presented and studied both theoretically and experimentally based on cantilever structure. FBG is affixed on the profile of the cantilever. Vertical displacement of the cantilever free end is measured by bandwidth of FBG due to the bandwidth action is insensitive to the temperature. The temperature is measured by wavelength shift of FBG due to the wavelength shift is insensitive to the strain. Due to the spectral resolution of 0.1 nm for spectral analyzer,the sensitivity of displacement measurement and temperature measurement are 0.513 nm/mm and 0.029 nm/℃, the resolving power are 0.193 mm and 3.4℃, and the measurement range of displacement and temperature is up to 6.15 mm and 45℃ respectively. The experimental results match the theoretical analysis well.

关 键 词:光纤BRAGG光栅 同时区分测量 悬臂梁 位移传感 温度传感 啁啾效应 

分 类 号:TP212.11[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

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