气动力测量天平是一种金属材质的基于应变传感器来获取应变信息的高精密传感装置,该装置需要在高温高压、强电磁干扰等复杂环境中工作,而且对测量精度要求极高。光纤传感技术经过数十年的发展而日益成熟,光纤珐珀传感器也凭借结构紧凑,灵敏度高,能在极其复杂的环境下正常工作等优点成为气动力测量天平的重要传感元件。但是光纤珐珀传感器在测量应力的变化时也会受到金属基底热膨胀及温度漂移等干扰因素的影响,这些影响会造成气动力测量天平测量结果不精确。如何消除光纤珐珀传感器在气动力测量天平应用过程中的热效应影响,成为空气动力学研究中的一个亟待解决的瓶颈问题。本文以光纤珐珀传感器为研究对象,以该类型传感器在与气动力测量天平相同的金属材质制作的悬臂梁上的安装与应变测量为主要内容。详细阐述了光纤珐珀传感器的工作原理,重点针对光纤珐珀传感器在金属基底应力测量过程中遇到的温度与应力交叉敏感问题进行深入研究,探索并验证了多种消除热效应的方法。(1)本文验证了三种常用的光纤珐珀传感器温度补偿方法,并提出了一种新型的双光纤珐珀并联温度补偿方案,该方案将两支光纤珐珀传感器分别安装在一个新颖的包含一个参考臂,一个测量臂的片状结构上。该方法便于贴片安装,简单实用。经现场试验,该方法温度补偿效果良好,满足工程应用要求。(2)本文改进了常用的光纤珐珀传感器的制作方法,利用ANSYS有限元软件对热效应得到完全补偿的情况进行了仿真,并且提出了两种具有温度自动补偿功能的传感器设计与制作的方法。一种是光纤-金属型开放式光纤珐珀传感器;另一种是在自闭式传感器腔体两端做镀金属膜处理的光纤珐珀传感器。两种类型的光纤珐珀传感器均有一定程度的热效应补偿效果。