具有温度补偿的高精度FBG微位移传感器的设计、制作及性能研究

作     者：陈振威 陈焕权 史雯慧 李建宇 郑加金 韦玮 CHEN Zhenwei;CHEN Huanquan;SHI Wenhui;LI Jianyu;ZHENG Jiajin;WEI Wei

作者机构：南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院南京210023 江苏省特种光纤材料与器件制备及应用工程研究中心南京210023 

基　　金：国家自然科学基金(No.62075100) 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2021年第50卷第9期

页      码：116-124页

摘      要：为克服现有光纤布拉格光栅传感器设计结构复杂、温补误差大等缺陷,设计并制作了一种基于弹簧与滑块相结合的结构简单且高精度光纤布拉格光栅位移传感器,在一根光纤上获得温度补偿的同时,实现了高精度微位移测量,极大的减小了空间占用。实验结果表明:该传感器具有优良的微位移测量能力,灵敏度为145.08 pm/mm,精度为1.43%,量程为10 mm;静态综合相对误差为2.88%,整体的线性度、重复性和迟滞性误差较小。比较铝合金衬底、石英衬底和无衬底的温补效果,发现石英衬底的传感器温度补偿效果更佳,其延迟时间从6.8 min下降到4.3 min,最大温度补偿误差从44 pm减少至40 pm。最终采用石英玻璃作为衬底制成的传感器温度灵敏度为6.34 pm/℃,温补误差为0.26%。本文研制的传感器有望用于机械装备和土木工程等高精度结构位移的在线监测。

主 题 词：光纤布拉格光栅 光纤传感器 位移传感器 高精度 温度补偿 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/gzxb20215009.0906006

馆 藏 号：203104996...