【摘 要】
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近年来,角度传感器在大型工程结构状态检测中广泛应用,而传统的电类和磁类角度传感器存在抗电磁干扰性差、灵敏度较低等缺点,很难实现对角度矢量的准确测量。光纤角度传感器具有较高的灵敏度、较强的复用性以及可用于分布式测量等优点,因此,本文提出研究用于矢量角度测量的光纤传感器。本文在分析总结角度传感器的种类及研究现状的基础上,通过比较不同角度传感器的优缺点,提出基于光纤光栅阵列的角度矢量传感器,并利用其进行
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“孔壁生长石墨烯的光子晶体光纤电光调控机理与光热特性的研究”（课题编号:61575170）；
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近年来,角度传感器在大型工程结构状态检测中广泛应用,而传统的电类和磁类角度传感器存在抗电磁干扰性差、灵敏度较低等缺点,很难实现对角度矢量的准确测量。光纤角度传感器具有较高的灵敏度、较强的复用性以及可用于分布式测量等优点,因此,本文提出研究用于矢量角度测量的光纤传感器。本文在分析总结角度传感器的种类及研究现状的基础上,通过比较不同角度传感器的优缺点,提出基于光纤光栅阵列的角度矢量传感器,并利用其进行了多方位角度测量,具体包括:首先,研究了基于传输矩阵法计算长周期光纤光栅（LPFG）部分浸入溶液中的输出光谱的方法,设计了用于多方位角度测量的LPFG阵列,仿真分析了基于LPFG阵列的多方位角度传感特性;研究了Bragg光纤光栅（FBG）对轴向应力的响应情况,设计了用于全方位角度传感的FBG阵列,仿真分析了基于FBG阵列的全方位角度传感特性;其次,制备了基于LPFG阵列的多方位矢量角度传感单元,搭建了角度测量实验系统,实验验证了该阵列的多方位角度传感特性,分析了该传感器的角度计算方法和灵敏度;最后,制备了基于FBG阵列的全方位矢量角度传感单元,搭建了角度测量实验系统,实验验证了该阵列的全方位角度传感特性,研究了FBG阵列输出光谱的寻峰方法,分析了该传感器的角度计算方法和灵敏度。
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