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STM32与水下测量的光纤曲率测试的测试系统

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楼主: wangjiahao88
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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:29 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:29 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:29 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:30 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:31 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:32 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:33 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:33 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:35 | 只看该作者
    在一根长
个敏感区时,
lm间隔250mm的光纤上加工两个相同长度的敏感区,当只有一
光纤未弯曲时的电压为400mV,加工出第二个敏感区后,
压降为370mV。在一系列圆柱筒上对光纤上的第一个敏感区进行弯曲,
输出电
分别测
量在加工第二个敏感区前后的输出电压大小,结果记录如表5.7,绘制传感器输
出电压与弯曲曲率之间的关系曲线,如图5.15所示;在线性测量范围内对曲线
进行直线拟合,如图5. 16所示。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:36 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:36 | 只看该作者
    曲线表明增加第二个敏感区后传感器的线性测量范围基本保持不变,但会使
光纤弯曲时的输出电压降低,即光功率损失增大。根据拟合的直线可以看出,增
加敏感区的个数后,传感器在正向、负向弯曲时的测量灵敏度会降低。所以在保
证传感器的测量灵敏度的情况下可考虑在一根光纤上布置多个敏感区,实现多个
点的曲率测量。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:37 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:38 | 只看该作者
目前,直接将光纤埋置于材料内部来探测其状态变化是该类传感器的主要运
用形式。同理,可借鉴上述方法将其运用到水下曲率的测量。如图5. 19所示,
将光纤的敏感区贴紧在厚度为3mm的硅胶板的一面,以确定光纤的敏感区方向
然后将硅胶板的两面用专用胶带密封,防止水下环境对光纤的影响。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:38 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:40 | 只看该作者
    图中曲线表明:光纤弯曲曲率变化范围在0 ^-2.7rri,时,传感器输出电压的
整体变化趋势与光纤敏感区光功率损耗的理论相符,即负(正)向弯曲,随着弯
曲曲率增大,输出电压增大(减小)。但从局部来看,传感器的输出电压与光纤
的弯曲曲率之间并无明显关系。因此可以得出:该传感器不适宜测量曲率范围在
0 ^-2.7m-,的变形;光纤敏感区光功率损耗原理在水下依然适用。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:41 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:41 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:42 | 只看该作者
1)水上与水下测量相同变形
    在浅水下测量圆柱曲率时,传感器的测量精度都在2.0%以内,稍微优于水
上的测量精度,可能的原因是在水下外界光源对光敏感区的光辐射影响较小。但
是曲率测量误差范围基本相同,都在1.5%以内。因此,该曲率传感器运用到水
下时,其测量精度以及线性测量范围均可遵循其在水上运用时的特性规律。
2)水下测量不同变形
    测量圆锥的曲率时,传感器的测量精度误差最大都发生在弯曲半径为20mm
处左右(靠近团锥的顶端),且测量精度在2%左右,相较于水下国柱的测量精
度较低,这可能与选用光纤的弯折性能有关。实验中选用的光纤在弯曲曲率较大
时,经多次弯折后,光的传输性能会发生变化(易折断)。另外,由于在测量靠
近圆锥顶端的曲率时,光纤夹层的变形会发生不规则导致偏离线性曲线
3)水下测量误差来源分析
    a.当将传感器运用到水下测量时,由于水槽的限制,光纤在未测量前已经存
在一定的弯曲,这可能对测量结果造成一定的影响。
    b.水下环境对以及光纤敏感区的弯折次数等原因影响光功率的传输。
    c.水下操作时本身会造成一定的误差。
    d.水下测量圆柱曲率时,没有测量连续弯曲半径的国柱,得到的数据相对较
少,存在的偏差也可能较大。
    综合以上实验可知,当该传感器运用于水下时,其线性测量范围也可定义在
8. 3 ^-SOrri ',测量误差与其在水上运用时基本相同(最大测量误差1. 596),灵敏
度虽稍微有所降低,但不影响其用于水下变形的曲率测量。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:42 | 只看该作者
这个**中的应用,貌似很高端。

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wangjiahao88|  楼主 | 2019-7-12 16:42 | 只看该作者
做一些基建、建筑物之类的形变测试,貌似还是非常不错的一个选择!

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