蒋凯伟，潘玉田，柴 钢

(1. 中北大学 机电工程学院，山西 太原 030051； 2. 山西北方机械制造有限责任公司，山西 太原 030009)



基于光纤M-Z传感器的身管应力测试方法研究

蒋凯伟1，潘玉田1，柴 钢2

(1. 中北大学 机电工程学院，山西 太原 030051； 2. 山西北方机械制造有限责任公司，山西 太原 030009)

身管外表面的应力是一个重要参量，传统的测量方法是电阻应变传感器测量，但其易受电磁信号的干扰. 基于光纤Mach-Zehnder (M-Z)传感器的应力应变效应，提出了将其用于身管外表面应力测量的方法. 通过对模拟厚壁圆筒外表面的应力测量，得出了光纤M-Z传感测量相对于电阻应变测量具有更高的灵敏度和更小的相对误差，证明了光纤M-Z传感器在测量厚壁圆筒外表面应力的可靠性和优越性.

应力； 光纤Mach-Zehnder传感器； 厚壁圆筒

0 引 言

身管是火炮武器系统最关键的承载部位，身管的疲劳强度决定着火炮的使用寿命. 身管自紧技术可以使身管产生有益的压缩残余应力，在火炮发射时，这些有益的残余应力可以抵消一部分火药气体产生的压力，从而提高火炮的承载能力和身管的使用寿命[1].

身管自紧时，外表面可以同时进行应变测量，以便于自紧力和自紧度的控制. 传统的身管外表面应力测量多使用电阻应变传感器[2-3]，然而电阻应变片易受电磁信号的干扰，使得应力测量受到不必要的影响. 光纤传感测量是一种新兴的测量技术，由于其测量精度高，不受电磁信号干扰等优点，广泛应用于结构应力应……