摘要：为实现中高频振动信号的测量,本文设计了一种基于轴承和柔性铰链结构的光纤布拉格光栅加速度传感器。首先,基于理论力学模型推导出其固有频率、灵敏度与结构参数的数学模型,然后进行结构优化设计,并制作了传感器实物。在此基础上,对所设计传感器动态特性进行有限元仿真和实验测试。研究结果表明:传感器工作频率为10~1200 Hz,加速度灵敏度达17.25 pm/g,测量误差小于0.3 g,线性度大于0.99,重复性误差为2.33%,且能实现温度补偿。

摘要：为了实现低频振动的高灵敏度测量,设计了一种基于转动支撑梁的新型光纤布拉格光栅加速度计。通过分析其振动模型和MATLAB数值计算,优化了传感器的结构参数,设计传感器理论灵敏度为1725 pm/g,固有频率为68.4 Hz。同时通过COMSOL模拟分析传感器的动态特性,其模拟结果与理论分析吻合。频响特性和幅值特性实验结果表明光纤光栅加速度计在加速度0~2 g、工作频率0.5~20 Hz的范围内,传感器加速度特性曲线呈现良好线性关系,灵敏度高达1495.2 pm/g,重复性良好。该传感器结构简单紧凑,轴承结构有效减少悬臂梁振动过程中的弹性能耗,可显著提高其灵敏度,能够实现低频振动信号的探测。