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光纤Bragg光栅振动传感器的标定与不确定度分析

卢淑源 赵振刚 姚敏

卢淑源, 赵振刚, 姚敏. 光纤Bragg光栅振动传感器的标定与不确定度分析[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(11): 1753-1758. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190295
引用本文: 卢淑源, 赵振刚, 姚敏. 光纤Bragg光栅振动传感器的标定与不确定度分析[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(11): 1753-1758. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190295
Lu Shuyuan, Zhao Zhen'gang, Yao Min. Calibration and Uncertainty Analysis of Optical Fiber Bragg Grating Vibration Sensor[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(11): 1753-1758. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190295
Citation: Lu Shuyuan, Zhao Zhen'gang, Yao Min. Calibration and Uncertainty Analysis of Optical Fiber Bragg Grating Vibration Sensor[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(11): 1753-1758. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190295

光纤Bragg光栅振动传感器的标定与不确定度分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190295
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51667011

国家自然科学基金项目 61962031

国家自然科学基金项目 51567013

详细信息
    作者简介:

    卢淑源(1992-), 硕士研究生, 研究方向为光纤感器与应用, 972105612@qq.com

    通讯作者:

    赵振刚, 副教授, 硕士生导师, 14075360@qqcom

  • 中图分类号: TP212

Calibration and Uncertainty Analysis of Optical Fiber Bragg Grating Vibration Sensor

  • 摘要: 采用相对校准法对振动传感器进行标定,将被校传感器与标准传感器背靠背固定在振动台中心,承受相同的振动信号,对标准振动传感器的输出量与被校振动传感器的输出量作比较和分析,并且引入了不确定度分析。实验结果表明:Fiber Bragg Grating(FBG)振动传感器标定平台标定得到FBG振动传感器的灵敏度为5.115 pm/g,线性度为3.5%,重复性误差为4.9% FS,校准装置的测量不确定度为0.003 8 g。满足待测FBG振动传感器的标定要求,提高了FBG振动传感器检定的工作效率和标定精度,可以运用于实际工程中。
  • 图  1  光纤Bragg光栅振动传感器原理结构图

    图  2  标定系统示意图

    图  3  1 g加速度中心波长图

    图  4  中心波长与加速度值的散点图

    图  5  传感器在不同振动频率下测试结果平均值线性拟合分析图

    图  6  传感器在100 Hz频率下正行程测试结果重复性误差分析图

    图  7  传感器在100 Hz频率下反行程测试结果重复性误差分析图

    图  8  传感器在600 Hz频率下正行程测试结果重复性误差分析图

    图  9  传感器在600 Hz频率下反行程测试结果重复性误差分析图

    表  1  传感器的正反行程重复性误差

    100 Hz 600 Hz
    正行程 反行程 正行程 反行程
    5%FS 5%FS 4.8%FS 4.8%FS
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    表  2  1.5 g加速度测量结果

    测试次数 测量加速度/g
    1 1.492
    2 1.498
    3 1.49
    4 1.496
    5 1.5
    6 1.499
    7 1.509
    8 1.498
    9 1.489
    10 1.509
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2019-07-18
  • 刊出日期:  2020-11-01

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