齿轮旋转式FBG位移传感器设计

摘要

为了满足对石油、化工、变电站等高危环境的设备位移检测.本文设计了一种齿轮旋转式光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)位移传感器.传感器由两个同心半径不同的齿轮和两个齿条组成,采用齿轮旋转式结构,在等强度悬臂梁的上下表面中心轴线上各粘贴一只具有相同敏感系数的FBG.本文分析了该位移传感器的工作原理,建立了其理论数学模型.通过对所设计的齿轮旋转式光纤光栅位移传感器进实验测试,得到传感器的静态性能特性:传感器的线性度为1.554%FS,检测灵敏度为8.96pm/mm,迟滞为4.82%FS,重复性误差为4.31%FS.经实验证明,该传感器可靠性高、对结构自身影响小,可直接测量结构位移,适合于长期工程结构监侧.