基于柔性铰链的光纤光栅二维加速度传感器的优化设计

基于柔性铰链的光纤光栅二维加速度传感器的优化设计

论文摘要

为实现对待测表面两个方向的振动监测,基于圆形柔性铰链设计了一种布拉格光栅双向加速度传感器.首先,推导出该传感器的谐振频率及灵敏度的理论公式,然后基于圆形铰链刚度的理论公式,推导并验证了铰链的刚度经验公式.通过MATLAB对传感器的数学模型进行优化设计,得到在满足工作要求时,传感器灵敏度达到最大时的尺寸参数.激振实验结果表明,该传感器的谐振频率约为368Hz,灵敏度约为107.3pm/g,横向抗干扰度为4.8%,谐振频率和灵敏度理论值与实际值的误差分别为-4.2%和7.0%.

论文目录

  • 0 引言
  • 1 传感器设计
  •   1.1 结构模型及工作原理
  •   1.2 理论模型及理论公式
  •   1.3 圆形柔性铰链的经验公式推导
  • 2 传感器优化
  •   2.1 优化原理
  •   2.2 尺寸优化
  • 3 实验及结果分析
  •   3.1 幅频响应实验
  •   3.2 灵敏度标定实验
  •   3.3 横向抗干扰能力
  •   3.4 误差分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王赟,戴玉堂,刘文敏,魏禹

    关键词: 传感器,光纤光栅,加速度传感器,优化设计,柔性铰链,振动测量

    来源: 光子学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

    单位: 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室

    基金: 国家重点研发计划(No.2017YFC0804403)~~

    分类号: TP212;TN253

    页码: 82-88

    总页数: 7

    文件大小: 367K

    下载量: 261

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