[实用新型]一种FBG传感器动态标定用耦合器及标定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种FBG传感器标定装置。

背景技术

光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，简称FBG）传感器能根据环境温度以及/或者应变的变化来改变其反射的光波的波长。相对于传统传感器，FBG具有体积小、重量轻、可复用、抗电磁干扰、抗腐蚀、可埋入复合材料结构中等优点。FBG传感器的应变灵敏度系数是一个重要参数，他直接影响测量结果，但由于FBG传感器在使用过程中为了保证传感器成活率和监测的长期性，一般要对其进行不同形式的封装和使用粘接剂进行安装，加上使用环境的不同，FBG本身的传感特性会发生变化。为了保证测量的准确性，FBG传感器在使用前要根据不同使用要求和环境进行应变灵敏度系数的标定。

常用的FBG传感器标定装置包括等强度梁和振动台，等强度梁的头端固定在支架上，末端与振动台的输出部连接，电阻应变计和FBG传感器粘接在等强度梁上，加速度传感器粘接在等强度梁的末端。用电阻应变计和动态应变仪、FBG传感器和解调仪对应变信号进行采集测试。用激光测振仪对等强度梁的末端位移基准信号进行测试。用加速度传感器和电荷放大器对等强度悬臂梁的末端加速度基准信号进行测试。用数据采集卡，对应变的解调信号、激光测振仪的位移解调信号、电荷放大器的加速度解调信号，进行同步采集测试。利用采集到的数据对FBG传感器做静态或动态标定。

现有的FBG传感器标定装置的缺点在于：等强度梁直接与振动台的输出部连接，若等强度梁的末端和振动台输出部之间若存在较大空间，将导致振动时无法完整的传递振动；若等强度梁的末端与振动台输出部完全贴合，又存在较大摩擦，对等强度梁有较大损坏，且摩擦导致振动传递的消耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种既能将振动完整地传递到等强度梁，又能降低振动传递损耗的FBG传感器标定用耦合器及标定装置。

一种FBG传感器标定用耦合器，包括与振动输出部连接的基座，和与等强度梁连接的滑块，滑块与基座有润滑地可转动连接，滑块与等强度梁有润滑的可滑动连接。

进一步，基座上设有一对滚动轴承，每个滚动轴承通过其轴承座固定于基座上，滑块两端分别设有延伸段，每个延伸段分别与一个滚动轴承固定。

进一步，滑块中心设有孔，孔内安装滑动轴承，滑动轴承的轴向垂直于振动平面，滑动轴承与等强度梁固定。

一种FBG传感器标定装置，包括激振器和等强度梁，等强度梁的梁臂上粘接有应变计和待标定FBG传感器，等强度梁末端粘接有加速度传感器；其特征在于：等强度梁的末端通过上述的耦合器与激振器相连，等强度梁的头端通过压板固定在支架上，激振器和支架分别固定在底座或地面上；耦合器的滑动轴承的端面与等强度梁的头端平行。

做FBG传感器标定时，激振器输出振动，振动经基座传递到滑块和等强度梁。当基座向下（或向上）位移时，等强度梁的中心与基座中心的距离增大，滑动轴承由于等强度梁的位置变化产生拉伸，同时滚动轴承受力转动，滑块跟随转动，从而使滑动轴承的端面始终保持与等强度梁的头端平行，减小振动传递过程中的摩擦。

本实用新型的优点在于：

1、通过耦合器连接激振器与等强度梁，滚动轴承随着振动转动，调节滑块内滑动轴承的角度，使滑动轴承始终与等强度梁的头端平行。等强度梁和滑动轴承始终在其轴向实现伸缩，在滑动轴承的润滑下、伸缩过程的摩擦力小，振动的消耗小。

2、耦合器的基座与激振器刚性固定连接，滑块与滚动轴承刚性固定连接，滑块与滑动轴承刚性固定连接，等强度梁与滑动轴承刚性固定连接，激振器输出的振动能够完整传递到等强度梁。

附图说明

图1是耦合器的示意图。

图1-1是耦合器的剖视图。

图2是滚动轴承的轴承座的主视图。

图3是滑块的立体示意图。

图4是FBG传感器标定装置的示意图。

图5是FBG传感器、加速度传感器和应变计在等强度梁上的分布示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图1-1所示，一种FBG传感器标定用耦合器，包括与振动输出部连接的基座1，和与等强度梁连接的滑块2，滑块2与基座1有润滑地可转动连接，滑块2与等强度梁有润滑的可滑动连接。

基座1上设有一对滚动轴承3，每个滚动轴承3通过其轴承座4固定于基座1上，滑块2两端分别设有延伸段21，每个延伸段21分别与一个滚动轴承3固定。滑块2与基座1有润滑地可转动连接也可以是用球铰或万向节连接。