Design of the Sensitivity Enhanced Strain Sensor Based on Fine Transmission Spectrum of FBG

Young′s Modulus Measurement of Metal Beams Based on Fiber Bragg Grating

“…杨 氏 模 量 是 描 述 固 体 材 料 弹 性 性 质 和 抗 形 变 能 力 的 重 要 物 理 量 ， 反 映 了 材 料 形 变 与 内 应 力 之 间 的 关 系 ， 是 衡 量 材 料 受 力 之 后 形 变 大 小 的 参 数 之 一 ， 也 是 工 程 技 术 中 机 械 构 件 选 材 时 的 重 要 依 据 。 测 量 常 用 固 体材料(如： 金属、 陶瓷、 橡胶、 聚合物等)的杨氏模量对大型土木工程具有十分重要的作用。测量杨氏模量的 方 法 很 多,如 静 态 拉 伸 法 [1] ， 梁 弯 曲 法 和 动 力 共 振 法 [2] 等 ， 前 两 种 测 量 杨 氏 模 量 方 法 是 最 常 用 的 测 量 方 法 ， 这 两种方法测量的关键在于如何精确测量微小形变量和微位移量， 为此人们提出了用电耦合器件(CCD)成像 系统测杨氏模量 [3] ， 用霍尔位置传感器测杨氏模量 [4] 和拉伸光杠杆法 [5] 等。在实际实验测量中， 这些方法测量 的 精 度 有 限 或 实 验 条 件 难 以 完 全 满 足 测 量 原 理 的 要 求 ， 因 此 研 究 测 量 简 单 、 精 度 高 及 适 用 范 围 广 的 方 法 具 收稿日期: 2015-09-29; 收到修改稿日期: 2015-11-18; 网络出版日期: 2016-03-11 蚀， 测量准确度高， 易于粘贴附着等优点， 在智能传感技术研究中倍受关注 [6] 。在土木结构监测中， 可以将它 嵌入安装在混凝土， 钢， 木材和其他结构材料的内部或者表面 [7] 。目前 FBG 传感器广泛用于对应变 [8] 、 应力 [9] 、 温度 [10] 、 频率 [11] 、 横向压力 [12] 、 折射率 [13] 、 加速度 [14] 、 曲率 [15] 和电流 [16] 等参数进行静态或动态的精确测量方面， 其 最大的特点就是对微位移测量具有很高的灵敏度和测量精度 [17] 。 针对现有的利用光纤传感器来测量梁的微位移的方法 [18] ， 本文提出了一种基于 FBG 传感器测量金属梁…”