赵伟涵

摘要：在参考已有光纤光栅传感器的基础上，提出并设计了一种基于菱形体、膜片结构、粘结剂和温度补偿的光纤光栅压力传感器。传感器采用菱形体结构，将FBG所承受的压力转换为横向拉力，因此具有高的灵敏度。同时，通过在菱形体中间粘一“工”形膜片，避免了光栅因弯曲而发生折断现象，且减少了菱形体因受压力而产生倾斜的概率，进而提高了测量的准确性。圆柱体材料选用304不锈钢材质，内置不锈钢菱形框架;通过参考几种粘接剂的主要性能指标，“工”形膜片选用353ND胶粘于菱形体中间夹层处，该膜片选用纯钛材料，重量轻、耐腐蚀。为补偿温度影响，串联一根温度补偿光纤光栅。

关键词：光纤光栅 压力传感器 温度补偿 灵敏度

一、光纤光栅应力传感器测量背景

光纤光栅传感器（Fiber Grating Sensor ）属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格（Bragg）波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。

一般都是利用两根或者两段具有不同温度和应变响应灵敏度的光纤光栅构成双光栅温度与应变传感器，通过确定2个光纤光栅的温度与应变响应灵敏度系数，利用2个二元一次方程解出温度与应变。

二、光纤光栅应力传感器的设计

在参考已有光纤光栅传感器的基础上，提出并设计了一种基于菱形体、膜片结构、粘结剂和温度补偿的光纤光栅压力传感器，传感器呈微型圆柱体，高度为13mm，直径为33mm;本文設计的传感器采用菱形体结构，将FBG所承受的压力转换为横向拉力，因此具有高的灵敏度。……