光纖琺珀傳感器在金屬應(yīng)變測(cè)試中熱效應(yīng)補(bǔ)償方法研究.pdf

1、氣動(dòng)力測(cè)量天平是一種金屬材質(zhì)的基于應(yīng)變傳感器來(lái)獲取應(yīng)變信息的高精密傳感裝置，該裝置需要在高溫高壓、強(qiáng)電磁干擾等復(fù)雜環(huán)境中工作，而且對(duì)測(cè)量精度要求極高。光纖傳感技術(shù)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展而日益成熟，光纖琺珀傳感器也憑借結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，能在極其復(fù)雜的環(huán)境下正常工作等優(yōu)點(diǎn)成為氣動(dòng)力測(cè)量天平的重要傳感元件。但是光纖琺珀傳感器在測(cè)量應(yīng)力的變化時(shí)也會(huì)受到金屬基底熱膨脹及溫度漂移等干擾因素的影響，這些影響會(huì)造成氣動(dòng)力測(cè)量天平測(cè)量結(jié)果不精確。如何消除光纖

2、琺珀傳感器在氣動(dòng)力測(cè)量天平應(yīng)用過(guò)程中的熱效應(yīng)影響，成為空氣動(dòng)力學(xué)研究中的一個(gè)亟待解決的瓶頸問(wèn)題。
　　本文以光纖琺珀傳感器為研究對(duì)象，以該類(lèi)型傳感器在與氣動(dòng)力測(cè)量天平相同的金屬材質(zhì)制作的懸臂梁上的安裝與應(yīng)變測(cè)量為主要內(nèi)容。詳細(xì)闡述了光纖琺珀傳感器的工作原理，重點(diǎn)針對(duì)光纖琺珀傳感器在金屬基底應(yīng)力測(cè)量過(guò)程中遇到的溫度與應(yīng)力交叉敏感問(wèn)題進(jìn)行深入研究，探索并驗(yàn)證了多種消除熱效應(yīng)的方法。
　?。?）本文驗(yàn)證了三種常用的光纖琺珀傳感器溫

3、度補(bǔ)償方法，并提出了一種新型的雙光纖琺珀并聯(lián)溫度補(bǔ)償方案，該方案將兩支光纖琺珀傳感器分別安裝在一個(gè)新穎的包含一個(gè)參考臂，一個(gè)測(cè)量臂的片狀結(jié)構(gòu)上。該方法便于貼片安裝，簡(jiǎn)單實(shí)用。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該方法溫度補(bǔ)償效果良好，滿足工程應(yīng)用要求。
　　（2）本文改進(jìn)了常用的光纖琺珀傳感器的制作方法，利用ANSYS有限元軟件對(duì)熱效應(yīng)得到完全補(bǔ)償?shù)那闆r進(jìn)行了仿真，并且提出了兩種具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能的傳感器設(shè)計(jì)與制作的方法。一種是光纖-金屬型開(kāi)放式光纖琺