The invention provides a fiber grating acceleration sensor with two-axis flexure hinges, including a support which can be mounted on the body under test, a lower groove on the upper end face of the support, a sensor core body penetrated in the lower groove, a sensor core body fixed with the support through a pressure block with an upper groove, and a sensor core matching the upper groove with the lower groove. The body consists of a flexible hinge in the upper and lower grooves. The two ends of the flexible hinge are respectively provided with an inertial body with an integrated structure. The inertial body is circumferentially uniformly distributed with four fiber grooves. The four fibers are placed in the fiber grooves of the two inertial bodies with a certain pre-tightening force. Each fiber is fixed at both ends and each fiber is located at two inertial bodies. A grating is arranged in the suspended part between the sexual bodies. The invention takes the two-axis flexure hinge as the elastic element, improves the sensitivity while maintaining a higher natural frequency. In the two-dimensional plane of the measured acceleration, the sensitivity in each direction is the same, and the two-phase acceleration can be accurately measured, and the temperature compensation effect is also achieved.
【技术实现步骤摘要】
基于双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器及测量方法
本专利技术属于机械振动测量
,具体涉及一种双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器及测量方法。
技术介绍
近年来,光纤光栅传感器以轻巧安全,易于实现遥测,抗电磁干扰能力强,耐高温耐腐蚀等优势获得迅速的发展。目前常见的光纤光栅二维振动加速度传感器主要有以下两类,一是使用膜片、弹性片、弹性梁或弹簧等结构来承受加速度带来的外力,通过光纤光栅测量弹性结构的应变来测量加速度;二是直接采用光纤光栅作为弹性元件,来承受加速度所引起的惯性力,通过光栅波长漂移量来获得加速度大小。以弹性梁、膜片弹簧式等结构作为弹性元件的加速度传感器灵敏度和频率特性较好,可以满足低频振动需求,但这种结构的动态特性会受到结构体的刚度影响,整体结构尺寸偏大,对于二维加速度的测量,这类传感器难以保证各个方向灵敏度相同,测量结果不够准确。直接将光纤光栅作为弹性元件的加速度传感器具有结构简单,体积小,重复性好等优点,但也存在着寿命短,无法同时得到较高灵敏度和谐振频率的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器及测量方法,提高灵敏度的同时能够保持较高的固有频率,在所测加速度的二维平面内,各向灵敏度相同,能够精确测量两相加速度,还具有温度补偿的效果。本专利技术为达到上述目的所采用的技术方案为:一种双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器,其特征在于:它包括能够安装在被测体上的支撑件,支撑件的下端面与被测体固定连接,支撑件的上端面设有下凹槽,下凹槽中穿有传感芯体,传感芯体通过具有上凹槽的压块与支撑件固定,所述的上凹槽与下凹槽匹配; ...
【技术保护点】
1.一种双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器,其特征在于:它包括能够安装在被测体上的支撑件,支撑件的下端面与被测体固定连接,支撑件的上端面设有下凹槽,下凹槽中穿有传感芯体,传感芯体通过具有上凹槽的压块与支撑件固定,所述的上凹槽与下凹槽匹配;所述的传感芯体包括穿在上下凹槽中的柔性铰链,柔性铰链的两端分别设有与其一体化结构的惯性体,惯性体周向均布有4个光纤槽,4根光纤互不干涉的以一定预紧力放置在两个惯性体的光纤槽内,每根光纤的两端固定,每根光纤位于两个惯性体之间悬空的部分各设有一个光栅。
【技术特征摘要】
1.一种双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器,其特征在于:它包括能够安装在被测体上的支撑件,支撑件的下端面与被测体固定连接,支撑件的上端面设有下凹槽,下凹槽中穿有传感芯体,传感芯体通过具有上凹槽的压块与支撑件固定,所述的上凹槽与下凹槽匹配;所述的传感芯体包括穿在上下凹槽中的柔性铰链,柔性铰链的两端分别设有与其一体化结构的惯性体,惯性体周向均布有4个光纤槽,4根光纤互不干涉的以一定预紧力放置在两个惯性体的光纤槽内,每根光纤的两端固定,每根光纤位于两个惯性体之间悬空的部分各设有一个光栅。2.根据权利要求1所述的双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器,其特征在于:所述的支撑件的厚度方向设有便于光纤通过的通孔。3.根据权利要求1所述的双轴柔性铰链的光纤光栅加速度传感器,其特征在于:所述的柔性铰链包括中部与上下凹槽内径...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏莉,余玲玲,王兢兢,刘芹,姜达洲,刘壮,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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