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基于单膜片FBG的加速度传感器优化设计
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.14[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] P631.4[天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]西安石油大学理学院光电油气测井与检测教育部重点实验室,陕西西安710065
  • 相关基金:国家自然科学基金(61327012,61275088,61077060)、教育部科技创新工程重大项目(Z08119)、科技部国际科技合作项目(2008D-5006-03-08)、教育部科技创新工程重大项目培育资金(708087)和陕西省教育厅专项(2013JK1101)资助项目
中文摘要:

提出了一种基于单膜片全粘封装的光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感模型。首先,理论分析了其传感原理,并优化了最佳加速度灵敏度,深入分析和讨论了该模型的加速度灵敏度的频率响应。然后,基于该模型设计了FBG加速度传感器,实验研究了加速度的幅频响应特性、谐振频率和加速度的线性响应。结果表明:在小于共振频率的低频段具有较好的平坦区,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%,加速度响应灵敏度为36.6pm/G,实验值与理论值得的相对误差为3.68%;实验研究了传感器的横向抗干扰能力,交叉灵敏度小于1.3%,表明基于该模型的FBG加速度传感器具有较好的响应特性。

英文摘要:

In order to realize acceleration measurement by the fiber Bragg grating (FBG), an FBG acceler- ometer model based on the single diaphragm for acceleration sensing is proposed, and the FBG is fabricated by using the method of full viscosity. Firstly, the sensing principle of the model based on the single diaphragm is theoretically analyzed, the sensitivity of acceleration is optimized, and the responses of acceleration sensitivity and frequency based on the single diaphragm are analyzed and discussed. Secondly, the accelerometer based on the model is designed. Amplitude-frequency characteristic and resonance frequency and linear response of the FBG accelerometer are experimentally researched, respectively. When the frequency is less than the resonance frequency, experimental results indicate that it has a good flat range response and linear response. The linear fitting degree is 99.8% ,the sensitivity is 36.6 pm/G,and relative error is 3. 68%. The anti-directional disturbance ability is experimentally researched, and the cross-sensitivity is less than 1.3 %. Experimental results indicate that the FBG aecelerometer based on the model has good response characteristics,which is promising to be applied in the project field by reasonably designing the structure parameter.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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,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:16551