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双光栅π相位差温度不敏感加速度传感技术研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TP253[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,陕西省光信息技术重点实验室,陕西西安710072, [2]西安石油大学陕西省光电传感测井重点实验室,陕西西安710065, [3]西北大学光纤光栅传感应用技术研究所,陕西西安710069
  • 相关基金:国家863计划(2007AA03Z413); 国家自然科学基金(60727004); 教育部科技创新工程重大项目培育资金(708087); 陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(2009ZDKG-42)资助课题
中文摘要:

提出了一种基于π相位温度不敏感的双光纤布拉格光栅加速度传感技术,并设计了双光栅加速度传感器,对该传感器的温度特性和加速度对中心波长的响应进行了研究。给出了该传感器的结构及封装方法。从理论上分析了基于π相位温度不敏感的双光纤布拉格光栅加速度传感原理,分析了温度和加速度对波长的响应关系,推导了该光栅加速度传感器的响应灵敏度的解析表达式。通过实验分析双光栅的加速度响应和平坦区。实验结果表明,在温度比较宽的范围内,可实现温度不敏感加速度的准确测量,加速度响应灵敏度为15.52 pm/(m.s-2),实验值与理论值的相对误差为3.06%,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%,在小于共振频率的低频段具有较好的平坦区。表明该双光纤布拉格光栅加速度传感器具有温度不敏感特性,能实现低频加速度的准确测量。

英文摘要:

A novel temperature-independent technology based on π phase of double fiber Bragg grating(FBG) acceleration is proposed.The double fiber Bragg grating accelerometer is designed.The temperature response and acceleration response of the sensor versus wavelength are researched.The configuration and coating of the accelerometer are designed.The temperature-independent principle based on π phase of double fiber Bragg grating accelerometer is analyzed.The temperature response of FBGs and the acceleration response versus wavelength are analyzed.And the analytical formula of acceleration sensitivity is also deduced.Acceleration response and flat range of the accelerometer are analyzed by experiment.Experimental results indicate that precise measurement can be realized in the large range of temperature,and the sensitivity is 15.52 pm/(m·s-2),relative error is 3.06%.The sensor demonstrates extremely linear response,and linear fitting is 99.8%.There is a good flat response at frequencies less than the mechanical resonance frequency,which indicates that the accelerometer has good temperature-independent characteristic and can realize precise measurement.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849