研制了一种差动式杠杆增敏结构光纤Bragg光栅(FBG)倾角传感器,轻质杆通过杠杆增敏加压原理把质量球的倾斜量转化为悬臂梁的挠度变化,最终引起FBG波长的变化。推导了其数学模型,根据理论计算的数据加工传感器,并对该传感器进行了倾角标定实验和重复性实验。实验结果表明:FBG倾角传感器量程范围-40°~40°,倾角传感器的灵敏度为28.6 pm/(°),拟合度R~2为0.997,重复性为0.92%。 端，等强度悬臂梁的下端通过推动杆与轻质杆相连，光栅的导出光纤通过引出孔引出。当传感器做倾角测量时，推动杆把质量球重力分量传递施加到等强度悬臂梁的活动端，将导致悬臂梁产生挠度变化，带动粘贴在等强度悬臂梁上下两壁的FBG1与FBG2拉伸和压缩，将被测对象倾角变化的检测转化为对FBG波长的调制。封装外壳等强度悬梁臂FBG2FBG1引出孔引出光纤质量球推动杆轻质杆轴芯活动轴图1传感器结构原理兹L2L1图2杠杆传力结构如图2所示，本文由张家港市泰宇机械有限公司滚圆机网站采集网络资源整理!www.gunyuanji.name倾角传感器-数控滚圆机电动滚圆机倒角机价格低电动液压滚圆机多少钱令传感器检测对象的倾斜角度为θ，质量球的球心到活动轴的距离为L1，活动轴到推动杆的距离为L2，质量球的重力G水平方向的分力可表示为F1=G·tanθ(1)以连接活动轴为支点的力矩平衡方程可表示为F1·L1=F2·L2(2)式中F2为推动杆对轻质杆的推力;L1，L2分别为F1，F2的力臂，式(1)带入式(2)可得F2=G·tanθ·L1/L2(3)推动杆对等强度悬臂梁的作用力为F2，等强度悬臂梁上下表面各点的应变为ε=6F2·l/(B·h2·E)(4)式中l为等强度悬臂梁的工作长度;h为等强度悬臂梁的厚度;B为等强度悬臂梁固定端的宽度;E为等强度悬臂梁的弹性模量。式(3)带入式(4)得ε=6G·L1l·tanθ/(B·h2·E·L2)(5)当等强度悬臂梁受压力F2的作用弯曲时，上表面受到的是拉伸应变ε，而下表面受到的是压缩应变－ε，若两只光栅处于同样的温度场中，则应变信号ε可表示为ε=λB(ε，T)－λB(－ε，T)2Sε·λB(6)式中λB(ε，T)为上表面受到拉伸应变后FBG1的反射波长，λB(－ε，T)为下表面受到的是压缩应变后FBG2的反射波长，Sε为端，等强度悬臂梁的下端通过推动杆与轻质杆相连，光栅的导出光纤通过引出孔引出。当传感器做倾角测量时，推动杆把质量球重力分量传递施加到等强度悬臂梁的活动端，将导致悬臂梁产生挠度变化，带动粘贴在等强度悬臂梁上下两壁的FBG1与FBG2拉伸和压缩，将被测对象倾角变化的检测转化为对FBG波长的调制。封装外壳等强度悬梁臂FBG2FBG1引出孔引出光纤质量球推动杆轻质杆轴芯活动轴图1传感器结构原理兹L2L1图2杠杆传力结构如图2所示，令传感器检测对象的倾斜角度为θ，质量球的球心到活动轴的距离为L1，活动轴到推动杆的距离为L2，质量球的重力G水平方向的分力可表示为F1=G·tanθ(1)以连接活动轴为支点的力矩平衡方程可表示为F1·L1=F2·L2(2)式中F2为推动杆对轻质杆的推力;L1，L2分别为F1，F2的力臂，式(1)带入式(2)可得F2=G·tanθ·L1/L2(3)推动杆对等强度悬臂梁的作用力为F2，等强度悬臂梁上下表面各点的应变为ε=6F2·l/(B·h2·E)(4)式中l为等强度悬臂梁的工作长度;h为等强度悬臂梁的厚度;B为等强度悬臂梁固定端的宽度;E为等强度悬臂梁的弹性模量。式(3)带入式(4)得ε=6G·L1l·tanθ/(B·h2·E·L2)(5)当等强度悬臂梁受压力F2的作用弯曲时，上表面受到的是拉伸应变ε，而下表面受到的是压缩应变－ε，若两只光栅处于同样的温度场中，则应变信号ε可表示为ε=λB(ε，T)－λB(－ε，T)2Sε·λB(6)式中λB(ε，T)为上表面受到拉伸应变后FBG1的反射波长，λB(－ε，T)为下表面受到的是压缩应变后FBG2的反射波长，Sε为倾角传感器-数控滚圆机电动滚圆机倒角机价格低电动液压滚圆机多少钱本文由张家港市泰宇机械有限公司滚圆机网站采集网络资源整理!www.gunyuanji.name