摘要：为实现光纤光栅加速度测量,提出了一种基于弹性管的两点式封装光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器。首先理论分析了其传感原理,并建立了其响应灵敏度的解析表达式,通过引入加速度理想灵敏度的概念,讨论了此类型加速度灵敏度的频率响应;其次,基于该模型设计了FBG加速度计,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63.0pm/G。实验值与理论值的相对误差为0.98%,实验与理论吻合的较好。

摘要：为了实现高灵敏度、宽频响应的光纤型加速度传感器,以光纤激光器作为加速度传感器的传感元件,建立了光纤激光加速度传感系统,并对该系统的传感原理、灵敏度和谐振频率等性能进行了分析和实验。采用竖直式加速度传感器结构,结构中的传感组件主要由质量块和中空的细钢管组成,光纤激光器受预应力作用后粘接在钢管内部,在加速度作用下,钢管产生的应变引起光纤激光器的应变和折射率发生改变,导致光纤激光器的出射波长随之发生改变,然后使用干涉解调技术检测出波长的动态变化,即可获得波长中包含的加速度振幅和频率信息。实验结果表明,在20~1 250 Hz频段内,竖直式光纤激光加速度传感器的灵敏度约为-126.2 d B[参考值1 rad/(μm/s^2)],频响曲线的波动幅度在±1.9 d B范围内,加速度响应动态范围为77.46~170.26 d B[500 Hz频点,参考值1μm/(s^2·Hz1/2)],加速度分辨率优于0.01 m/s^2。

摘要：为了实现光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感系统的精确测量,提出并建立一种FBG加速度传感系统随机误差理论模型,并实验研究了系统的误差源。首先,分析FBG加速度传感系统的构成,包括传感器的封装设计、传感光源以FBG解调技术;进而研究系统的噪声源及其特性,建立FBG加速度传感系统的随机误差理论模型,并分析FBG加速度传感系统的主要噪声系数;基于随机误差理论模型,实验研究FBG加速度传感系统随机误差的方差识别,通过时域零输入的输出数据量化研究加速度传感系统的量化噪声系数、零偏不稳定系数、速度随机游走系数、加速度斜坡系数和加速度随机游走系数,对FBG加速度传感系统的综合性能进行评价。本文的理论模型和识别方法可为FBG加速度传感技术的改进和提高提供了定量客观的参考。

摘要：针对低频加速度信号的高灵敏检测,设计了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性支撑材料的磁敏感加速度传感装置。研究了永磁体质量块周围磁场的分布情况,通过有限元仿真的方法对PDMS材料制备成的薄膜支撑结构在不同载荷下进行应力分析。搭建了基于PDMS柔性支撑材料的磁敏感加速度传感装置,并采用静态测试的方式对加速度传感装置的灵敏度进行了分析,得到的灵敏度为4.68 Gauss/gn。最后对装置的固有频率以及能实现的检测分辨率进行了测试分析,结果显示固有频率为10 Hz,可以实现的检测分辨率为8.57μgn。

摘要：提出了一种双半孔梁光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器实现加速度信号测量的方法。首先,建立了两点封装FBG的加速度传感模型,理论分析了加速度与位移敏感点的线性响应。其次,从理论上分析了两点封装方案中FBG的自振特性,讨论了封装光纤的长度和预应力对光纤自振频率的影响。最后,依据FBG的自振特性设计了FBG加速度传感器,并通过实验研究了FBG加速度传感器的线性响应和幅频响应特性。实验结果表明:提出的传感器在10～250Hz具有较好的平坦区,加速度响应灵敏度为41.2pm/G;加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%。同时,该加速度传感器具有较强的方向抗干扰性,轴向交叉灵敏度小于4.8%。

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。

摘要：给出了一种利用柔性-微环光波导耦合结构的集成光学加速度传感器,通过聚合物材料设计的柔性光波导,在外力作用下产生形变,该形变改变了柔性光波导与微环光波导的层间距,从而改变波导耦合器的耦合比,使得微环光波导谐振腔输出谱特性发生相应改变,继而有效地实现了加速度的传感。本文给出了这种新型的设计,推导了其检测原理并同时分析了其灵敏度的影响因素。

摘要：提出了一种用窄频分布反馈半导体激光器作为光源,光纤光栅作为传感元件的振动传感系统.给出了这个系统的工作原理和系统组成,设计了光纤光栅传感器的悬臂梁增敏封装形式.通过实验测量得到了频率响应曲线和加速度响应曲线,结果表明悬臂梁一端悬挂的质量块的质量越大,灵敏度越高,但共振频率也相应降低.同时讨论了不同黏度的硅油对共振的抑制效果以及系统灵敏度与分布反馈激光器输出波长的关系.

摘要：背景:老年人的机体会随着年龄的增长而发生一定的变化,急、慢性疾病的病理性改变可能会影响感觉输入、中枢神经系统功能和骨骼肌肉力量的协调,从而导致老年人发生意外跌倒的事故也越来越多。如果在日常生活中,老年人发生跌倒的时候,能够及时发现,就能避免更严重的后果。目的:设计一个基于三维加速度传感器的跌倒检测装置。方法:结合ZigBee无线通信技术,设计一个基于三维加速度传感器的跌倒检测装置。将采集的加速度信号通过ZigBee方式无线发送至上位机进行数据分析处理。结果与结论:实验证实,该装置可以实现对跌倒发生的准确判断,并能对发生跌倒的类型进行分类,使得老年人在发生跌倒后可以及时得到医疗救护,并为医生对老年人的健康状况的判断提供了可参考的信息。

摘要：传感器实现和检测过程中涉及多种精密测量手段.介绍了加速度传感器的基本原理,包括加速度机械敏感结构、位移-电容转换、调制-解调信号提取、闭环反馈控制等内容,并给出了加速度传感器输入-输出模型和基本测试方法.设计了加速度传感器实验装置,包括加速度传感器组装的零部件、前放电路、用于信号检测的锁相放大器、传感器静态/动态标定仪器及其他辅助设备.加速度传感器的实现与检测结果表明:在开环和闭环工作模式下,对于微弱加速度信号的传感性能均符合实验设计和预期.