程书辉 吴 晟 李 川 谢 涛 胡练华 赵振刚 张长胜

(昆明理工大学信息工程与自动化学院)

光纤布拉格光栅压力传感器标定中的不确定度研究①

程书辉 吴 晟 李 川 谢 涛 胡练华 赵振刚 张长胜

(昆明理工大学信息工程与自动化学院)

研制了一种量程为10kN的光纤布拉格光栅压力传感器标定装置，可实现光纤布拉格光栅压力传感器的标定和静态测试。对光纤光栅解调仪获得的中心波长和标准测力仪的压力值进行最小二乘拟合，求出静态标定系数，并分析了标定装置的不确定度来源以合成不确定度。试验结果表明：光纤布拉格光栅压力传感器的响应灵敏度为9.77×10-5nm/N，线性度2.79%FS，经二阶拟合后重复性误差2.61%FS，标定装置的A类不确定度5.73N。

压力传感器 标定 不确定度 Bragg波长

光纤传感器具有灵敏度高、实时性好、抗电磁干扰及防燃防爆等优点，因而被大量应用于实际工程中[1～3]。但是对于每一款新研发的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)压力传感器，在使用之前必须进行标定研究。针对这个问题，杨淑连设计了一种工作波长为800mm的光纤压力传感器，并用温度和双折射进行补偿，在不同温度和压力条件下其相对误差小于1.5%，在0～40MPa的压力范围内标准偏差在1.0%以内[4]；兰春光等开发设计了一种满足工程应用需求的液体压力传感装置，并通过大量标定试验分析了该装置的传感特性，结果表明在测量范围为0.0～2.5MPa时其分辨率小于0.4%FS，迟滞小于2.4%FS，重复性小于2.3%FS，线性度小于2.1%FS，总精度小于4%FS，传感器具有温度补偿、线性度和重复性好及精度要求高等优点[5]；……