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Updated: Jun 24, 2025

A Random-displacement Measurement by Combining a Magnetic Scale and Two Fiber Bragg Gratings
00:08

A Random-displacement Measurement by Combining a Magnetic Scale and Two Fiber Bragg Gratings

Published on: September 30, 2019

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高稳定纤维布拉格格子加速度计基于交叉型隔膜.

Heming Wei, Changquan Zhuang, Jiawei Che

    Optics express
    |June 11, 2024
    PubMed
    概括

    一种具有交叉型隔膜的新型纤维布拉格格网 (FBG) 加速度计,为结构健康监测提供高灵敏度和稳定性. 这种优化的FBG加速度计显示了宽频带宽和强大的反干扰能力.

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    科学领域:

    • 光电学是指光电子产品.
    • 机械工程 机械工程
    • 传感器技术 传感器技术

    背景情况:

    • 纤维布拉格格 (FBGs) 越来越多地用于传感应用,因为它们对电磁干扰的免疫性和复杂化能力.
    • 加速度计对于测量各种领域的加速度至关重要,包括结构健康监测.
    • 现有的加速度计设计通常在平衡灵敏度,稳定性和带宽方面面临挑战.

    研究的目的:

    • 提出和设计一种新的纤维布拉格格子 (FBG) 加速度计,使用交叉型隔膜结构.
    • 优化加速度计的设计,以提高灵敏度和稳定性.
    • 为了评估开发的FBG加速度计的性能特征.

    主要方法:

    • 设计和制造FBG加速度计,采用横光束作为弹元件.
    • 加速度计的结构优化,以实现灵敏度和稳定性之间的平衡.
    • 实验测试以确定共振频率,频率带宽,灵敏度,线性和交叉误差.

    主要成果:

    • 设计的FBG加速度计实现了556Hz的共振频率和高达200Hz的宽频带宽.
    • 灵敏度在12.35pm/g100Hz时被测量,具有0.99936.6的高线性相关系数.
    • 该设备的最大交叉错误率低于3.26%,表明它具有强大的反干扰能力.

    结论:

    • 拟议的交叉型隔膜FBG加速仪提供了简单的结构和强大的性能.
    • 该设备的特性使其适用于机械结构健康监测应用.
    • 优化的设计成功地平衡了灵敏度和稳定性,满足振动传感器的性能要求.

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