基于對(duì)稱鉸鏈的中低頻光纖加速度傳感器及其優(yōu)化設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞: 加速度 中低頻加速度傳感器 光纖布拉格光柵(FBG) SQP優(yōu)化 靈敏度 出處:《光電子·激光》2017年01期 論文類型:期刊論文
【摘要】:考慮到光纖布拉格光柵(FBG)在振動(dòng)監(jiān)測(cè)中的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)了一種基于對(duì)稱鉸鏈的中低頻布拉格光柵加速度傳感器。闡述了傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理,并提出了一種擬合的方法計(jì)算鉸鏈剛度,同時(shí)推導(dǎo)出了傳感器固有頻率和靈敏度的理論公式。采用SQP優(yōu)化方法以兩種不同的思路對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到了兩種滿足不同需求的傳感器尺寸。最后通過(guò)在振動(dòng)臺(tái)上的標(biāo)定實(shí)驗(yàn),測(cè)試了傳感器的靈敏度、幅頻響應(yīng)特性和抗橫向干擾能力等性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,傳感器的諧振頻率約為400Hz,靈敏度約為230pm/g,橫向干擾小于8%,具備較好的抗橫向干擾能力。
[Abstract]:Considering the advantages of fiber Bragg grating (FBG) in vibration monitoring, a medium and low frequency Bragg grating acceleration sensor based on symmetric hinge is designed. The structure and working principle of the sensor are described. A fitting method is proposed to calculate the hinge stiffness, and the theoretical formulas of the natural frequency and sensitivity of the sensor are derived. The structural parameters of the sensor are optimized by using SQP optimization method in two different ways. Finally, the sensitivity, amplitude-frequency response characteristics and the ability to resist transverse interference of the sensor are tested by calibration experiments on the shaking table. The experimental results show that, The resonant frequency of the sensor is about 400 Hz, the sensitivity is about 230 pm / g, and the transverse interference is less than 8 Hz.
【作者單位】: 武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(61475121)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】:TP212
【參考文獻(xiàn)】
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