郭红英++王召巴

摘要 固体内部压力是国防科技领域需重点监测的参数之一，目前使用较多的测压设备均存在电磁干扰严重、可靠性及准确性差等缺陷。针对以上不足，本研究设计了光纤光栅耐高压固体压力传感器。采用平面薄板作为弹性承压膜片，利用壓力作用下的挠度，拉动压力敏感光栅产生轴向位移，实现压力传感。根据测压范围，对其结构进行理论计算，并进行有限元仿真，验证了本设计的可行性。在恒温条件下，进行了压力校准实验，并通过处于同一温度场的温补光栅进行温度补偿，修正应变光栅的温漂。实验结果表明，构建的承压光栅（FBG）压力传感器可以进行压力传感，测压上限可达50 MPa，线性度为992%。

关键词 光纤光栅； 压力传感器； 承压膜片； 温度补偿； 零点温漂

1引 言

固体内部压力是国防科技领域中经常需要测量的一个重要指标，是判断整体结构是否会因变形过大，而发生局部或整体的失稳破坏或导致丧失稳定性的重要依据＼[1＼]，如火箭发射过程发动机衬层内部压力、武器系统中战斗部内部火炸药压力等，都需要测定固体内部压力。目前，主要采用钢弦式和应变式土压力传感器对压力进行固体内部压力的直接测量，此类传感器在恶劣环境下存在测量范围有限、稳定性较差、防潮性能差、易受电磁干扰等缺点＼[2，3＼]。利用光纤光栅进行压力传感，可以克服以上缺点； 同时，光栅传感器属于无源器件，无需现场供电，便于长期远距离分布式监测。……