光栅光纤应变
Ⅰ 光纤光栅应变片
HBM,其他公司没有
Ⅱ 如何利用光纤光栅传感器进行应力应变测试
方法如下:
1)确定结构的应变分布:依据具体结构和工程应用情况,确定测量点位置和测量分布方式,粗略估计各测点应变范围,推算出整个结构的应变分布概况。
2)确定各测点处光纤光栅的中心波长:根据估计的各测点应变分布状态,特别是各测点应变的最大值,将各测点的位置与对应处的光纤光栅的波长相对应。在采用分布传感方式时,保证各测点的各点的波长分布具有一定的间隔,间隔的大小取决于各测点应变的最大值和应变属性(拉应变还是压应变),避免串在一起的光栅在工作过程中波长发生重叠。
3)确定传感器的结构和安装方式:根据监测的要求和工程实际情况,选择传感器的结构形式(贴片式、埋入式等)和安装方式(粘贴还是焊接等),确定埋设和保护工艺。
4)确定光纤光栅解调系统:依据对应测点最大应变变化值的光纤光栅波长的变化值△λ11……△λ1n,和各点的波长分布间隔大小(n×△λ),计算出所有测点的波长变化值和间隔值的总和,然后乘以相应的波长余额系数1.2 ̄1.8,确定所需光纤光栅解调器的波长解调范围,并结合所需的测量精度,选定相应的光纤光栅解调器和配套解调和数据分析软件。
5)确定光纤光栅传感器灵敏度系数K:依据所选定的光纤光栅传感器的结构形式和安装方式,选定灵敏度系数K值,并在
解调软件中进行设置,测量结果直接显示应变值。
6)结构整体状态的分析和评估:依据结构上各测点的实测应变值,进行特定的程序运算,确定结构整体的应变分布状态,并对极限状态进行报警。
测试上需要:宽带光源、信号调制解调仪器的。
Ⅲ 电阻应变 光纤应变 有什么区别
电阻应变片
电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化,这种现象称为“应变效应”。
半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时,其电阻率发生变化的现象。
应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件,使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上,构件受力后由于测点发生应变,敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化,再由专用仪器测得其电阻变化大小,并转换为测点的应变值。
金属电阻应变片品种繁多,形式多样,常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻 应变片。
箔式电阻应变片是一种基于应变——电阻效应制成的,用金属箔作为敏感栅的,能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。
光学应变片
光学应变计一般采用不超过 4-9 微米直径的布拉格光栅 玻璃纤维 制造。
光学应变片
光学应变片
一般来说,人的头发直径为60-80微米.纤维芯被直径大约125 微米的纯玻璃覆盖层所包围。
基于布拉格光栅的应变片有以下优势:
1. 对电磁场不敏感
2. 可以用于可能爆炸的环境
3. 高震动负载情况下,材料(玻璃)不会产生故障
4. 可以测量更大的应变,一般电阻应变片的最大应变为数百微应变,而光学应变片的可测量的最大应变为7000微应变
5. 更少的连接线,因此会对测试物体产生更少的干扰
6. 互连需要大量的传感器,不同的布拉格波长可以集成在一个光纤中.
应变片的构造编辑
应变片有很多种类。一般的应变片是在称为基底的塑料薄膜(15-16μm)上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅(3-6μm),然后再覆盖上一层薄膜做成迭层构造。[2]
应变片构造
应变片构造
箔式电阻应变片
应变片的分类编辑
按材料分: 金属式体型——丝式、箔式、薄膜型;
半导体式体型——薄膜型、扩散型、 外延型、PN结型 按结构分:单片、双片、特殊形状 按使用环境:高温、低温、高压、磁场、水下;
主要特点:
1、 部分应变片具有自补偿功能,不需要补偿片,自身就能抑制应变温度漂移的功能。
2、 产品品种多、可以给客户在不同的测量场合,提供完善应变测量选择,主要有:普通、低温、高温、超高温防水、复合材料、混凝土、焊接式、焊接防水、半导体、测残余应力、等非常完善的产品规格和型号。
3、 测量温度范围广:-269℃-800℃
4、 产品稳定性好、长时间测量,产品测量结果稳定。
5、 产品的测量形状多样,可以测量多种力学信号,如:测量扭矩、剪切应力、集中应力、等等。
应变片原理编辑
将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或
应变片原量
应变片原量
缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。即:
其中,R:应变片原电阻值Ω(欧姆)
ΔR:伸长或压缩所引起的电阻变化Ω(欧姆)
K:应变片的灵敏系数(常量,由应变片的生产厂家提供)
ε:应变
不同的金属材料有不同的比例常数K。铜铬合金的K值约为2。这样,应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化,所以产生的电阻变化也是极其微小的。
要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的,一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量,我们使用带有惠斯通电桥的专用应变测量仪。
应变片的应用编辑
应变片主要应用于传感器。振动时效效果取决于振型的选择。为确保准确地消除或降低工件关键部位的残余应力,防止焊接、切割、铸造、锻压、机加工件变形与开裂。Sigmar开发出多种常规时效设备,可为用户提供科学的工艺振型分析、方便的设备操作功能,以便定性地保证时效工艺效果……它们可分为分为4个系列16个规格。
传感器的定义
能把被测物理量或化学量转变成为电量的一种器件或元件叫传感器(又称变换器)其中我们平时接触较多物理量就有温度、湿度、质量、重量、力、压强、速度、加速度、长度、角度、液位、流量、密度等;与此相以对应,生产和生活中就需要温度传感器、湿度传感器、称重测力传感器、压强传感器等。
电阻应变式称重测力传感器
称重传感器的定义:
一种已考虑到使用当地的重力加速度和空气浮力影响的用来测量质量的传感器。称重传感器能把被测质量转换成电压信号。有各种各样的称重传感器,例电容式称重传感器;电磁平衡式传感器,有压电式称重传感器等等。
应变式称重传感器
采用电阻应变片作为敏感元件制造生产的称重传感器叫应变式称重传感器。
应变式测力传感器
采用电阻应变片作为敏感元件制造生产的能把各种力学量转换为电量的传感器叫测力传感器。例拉力、压力、压强、扭拒、加速度等传感器。
应变式称重测力传感器与测力传感器之间的关系
从理论上说,质量表征实体的一种性质,,其测量单位是千克,而力学量是一种向量,测量单位是牛顿及其它导出量,彼此毫无关系。但由于质量不能直接测量,质量是利用质量在地球重力场中的力效应(重量)来测量的,所以从测量技术而论它们彼此是同类的。
Ⅳ 光纤光栅应变灵敏度fs什么意思
一般指光栅中心波长能在多大程度的应力改变时反馈改变
Ⅳ 光纤光栅应变测量对温度是否敏感
布拉格光纤光栅对应力和温度都很敏感,无论光纤光栅是受力了还是环境温度发生变化了,反映到光纤光栅上都是光栅栅距发生了变化,也即光纤光栅传感器发生了相应的应变。这意味着当您想用光纤光栅应变传感器或者光纤光栅应力传感器进行准确测试的时候,必须要考虑环境温度是否发生了变化,你必须要从ΔλB =λB(1-Pe)Δε+λB(αf-ξ)ΔT的公式中扣除掉温度对于反射波长的影响,也就是说要让ΔT=0或者是ΔT的数值可知,这个过程被称为光纤光栅传感器的温度补偿。
图3
Ⅵ 光纤光栅的应变灵敏度系数为1.2pm/me,单位是什么物理意思 11
应该是皮米每微应变,意思就是1个微应变时光纤光栅的波长漂移1.2个皮米.
Ⅶ 光纤光栅的工作原理
光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅,是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点,并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感,因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。
光纤光栅是利用光纤材料的光敏性,通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯,在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化,从而形成永久性空间的相位光栅,其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时,满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射,其余的波长透过光纤光栅继续传输。
Ⅷ 光纤光栅的应变灵敏度系数为1.2pm/me,单位是什么物理意思
应该是皮米每微应变,意思就是1个微应变时光纤光栅的波长漂移1.2个皮米。
Ⅸ 光纤光栅传感器(光纤布拉格光栅)有多少应变增敏方式
主要是靠结构来进行应变增敏,比如弓弦式。
其他的比如弹簧都可以,变形梁,主要看你干什么用。