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[2019年IEEE传感器会议 - 加拿大魁北克省蒙特利尔（2019.10.27-2019.10.30）] 2019年IEEE传感器会议 - 基于复合膜的光纤布拉格光栅压力传感器用于压力测量

DOI：10.1109/SENSORS43011.2019.8956846 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 报道了一种基于光纤的压力传感器研发成果，该传感器采用光纤布拉格光栅（FBG）和玻璃纤维增强聚合物膜片，适用于空气动力学应用。FBG共粘合在膜片表面，用于测量施加压力导致膜片偏转所产生的应变。该传感器在0至35千帕范围内展现出56.7皮米/千帕的高灵敏度，最小分辨率达21帕。研究对比并讨论了数学模型输出结果、有限元分析结果与实验数据。
作者： Laura F J Aime，Alberto Verzeletti，Stephen W James，Ralph P Tatam
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于光纤布拉格光栅(FBG)和玻璃纤维增强聚合物膜的光纤压力传感器在空气动力学应用中的开发与特性表征。

研究成果

该论文基于弹性板理论和有限元分析，提出了一种玻璃纤维增强塑料（GFRP）光纤布拉格光栅（FBG）压力传感器。该传感器设计为圆形GFRP夹持膜片，表面共固化有FBG传感器。实验结果显示，在0至35 kPa量程范围内，传感器灵敏度达56.7 pm/kPa，分辨率21 Pa。后续研究将探究该传感器的温度依赖性及光纤位置的重要性。

研究不足

如果传感器预计会出现非线性行为，则必须结合附加分析来使用弹性板理论方程。由于结果表明膜片和光纤表现出不同程度的应变，因此还必须使用适当的工具分析光纤所承受的应变。

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