[发明专利]基于自适应加权融合算法的倾斜光纤光栅应变测量方法

摘要

一种基于自适应加权融合算法的倾斜光纤光栅应变测量方法，以倾斜光纤光栅多个模式作为应变传感器来测量应变，而倾斜光纤光栅各个模式的应变传感特性是不一样的，将多个模式作为多个应变传感器来测量应变，对于得到的多个应变测量值，采用自适应加权融合算法对多个测量值进行融合，从而得到一个更接近真实值的应变融合值。本发明的优点是：测量系统简单，降低了系统的复杂性与成本，同时采用自适应加权融合算法对多个应变值进行处理，得到的应变值较平均值估计等其他算法更接近真实值，融合后的最小均方误差比任何一个应变传感器的方差都小，有效提高了数据测量精度。

主权项

1.一种基于自适应加权融合算法的倾斜光纤光栅应变测量方法，其应变测量系统包括宽带光源、倾斜光纤光栅应变传感部分、光谱仪、数据采集部分、数据融合部分和输出显示部分，其特征在于：倾斜光纤光栅应变传感部分由倾斜光纤光栅和等强度标准梁组成，等强度标准梁的一端固定，另一端作为自由端悬空，将倾斜光纤光栅粘贴在等强度标准梁上表面的中轴线上，测量方法步骤如下：1）用光谱仪测量等强度标准梁的自由端悬挂不同重量砝码时的透射谱，记录不同应变对应的波长漂移；2）数据采集部分将不同砝码重量转换成对应的应变值，将倾斜光纤光栅多个模式作为多个应变传感器，对每一个应变传感器测得的应变值进行数据拟合，得到多个传感器不同的特性表达式；3）数据融合部分首先计算各个传感器的方差，利用公式式中：p=1,2,…n，计算各个传感器的加权因子，然后根据公式式中：p=1,2,…n，计算测量应变的融合值，最后根据公式式中：p=1,2,…n，计算最小均方误差；4）在输出显示部分显示应变融合值。