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基于柔性铰链结构的高灵敏度低频光纤光栅加速度传感器
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN247[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061, [2]国网山东安丘市供电公司,山东潍坊262100
  • 相关基金:国家自然科学基金(61074163);山东省自然科学基金(ZR2014FM025);山东大学基本科研业务费资助(2016JC012)
中文摘要:

设计了一种基于柔性铰链结构的光纤光栅加速度传感器,进行了结构理论分析,并构建有限元模型仿真分析了传感器的加速度传感特性。基于F-P滤波器构建了具有温度自补偿功能的光纤光栅加速度检测系统,并通过增加反馈控制电路,对F-P滤波器进行反馈控制,实现了系统的零点自温度补偿。对系统的特性进行了实验测试,结果表明:系统对加速度的连续激励信号和冲击激励信号均有良好的动态响应,系统的固有频率为380.0 Hz,动态响应范围可达65.6 dB,频率响应范围为10.0 ~240.0 Hz,灵敏度为236 pm/g,所设计的加速度传感器具有较强的横向抗扰能力,干扰方向灵敏度仅为工作方向灵敏度的3.5%。

英文摘要:

A fiber grating acceleration sensor based on flexure hinge structure was designed. The structure theory analysis was carried out and the finite element model was built to simulate and analyze the acceleration sensing characteristic of the sensor. A fiber Bragg grating(FBG) acceleration detection system with temperature self-compensation was designed based on F-P filter, which achieved zero temperature self-compensation by adding a feedback circuit to control F-P filter. The characteristics of the system were tested on the built system. The results indicate that the system has excellent response to impulse excitation signal and continuous acceleration excitation signal. Natural frequency of the system is 380.0 Hz, while the dynamic range reaching 65.6 dB. The frequency response range of the system is 10.0 -240.0 Hz, in which the acceleration sensitivity is 236 pm/g. Since the sensitivity in the interference direction is only 3.5% of the sensitivity in the working direction,the acceleration sensor is designed with strong lateral immunity.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466