本文關(guān)鍵詞：基于光柵應(yīng)變傳感器的納米測量機(jī)探針設(shè)計　出處：《應(yīng)用光學(xué)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：為了提高納米坐標(biāo)測量機(jī)探針的測量精度,且能滿足對復(fù)雜曲面或微結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確測量的要求,提出了一種新穎的基于微探針系統(tǒng)的光纖布拉格光柵(FBG)探針。該探針具有較高靈敏度和可重復(fù)性。提出該新型FBG探針,即探針里有一個熔融的球形頂端,FBG作為應(yīng)變傳感器內(nèi)置在測桿上。介紹了光纖探針的基本原理,并利用有限元軟件ANSYS 11對探針的應(yīng)變分布在軸向和橫向載荷兩種典型配置分別進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明仿真分析和理論計算相吻合。通過實(shí)驗(yàn)對光纖探針的靈敏度和分辨率分別進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在軸向載荷條件下,用位移分辨率為1.5nm的壓電換能器對探針進(jìn)行性能測試,得到光纖探針的測量分辨率為60nm。即光纖探針具有較高的靈敏度和分辨率,其性能滿足實(shí)際測量需要。
[Abstract]:In order to improve the measurement accuracy of nanometer probe coordinate measuring machine, and can satisfy the requirements for accurate measurement of complex surface or micro structure, this paper presents a micro probe system based on fiber Prague grating (FBG) novel probe. The probe has high sensitivity and repeatability. The new FBG probe, which is spherical the top of a melting probe, FBG as a strain sensor embedded in the rod. This paper introduces the basic principle of optical fiber probe, and the use of finite element software ANSYS 11 to probe the strain distribution in the axial and transverse load of two typical configuration are analyzed, the calculation results show that the simulation analysis and test theory consistent. Respectively through experiments on optical fiber probe sensitivity and resolution. The experimental results show that the axial load conditions, using the displacement resolution of the piezoelectric transducer 1.5nm of the probe It can be tested that the measurement resolution of the optical fiber probe is 60nm., that is, the optical fiber probe has high sensitivity and resolution, and its performance meets the actual measurement needs.

【作者單位】： 安徽工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院;
【基金】：安徽省教育廳自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2015A058、KJ2013A054)
【分類號】：TN253;TP212
【正文快照】： 引言光纖布拉格光柵傳感技術(shù)是近二十年來迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù),也是計量測試領(lǐng)域中的一個熱門研究課題[1]。隨著光纖增敏技術(shù)、光纖光柵刻制技術(shù)、波長探測解調(diào)技術(shù)的研究發(fā)展,越來越多的FBG傳感器應(yīng)用到測量工程中[2]。近年來,隨著光學(xué)和光電子技術(shù)的發(fā)展,一些傳統(tǒng)的測

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