應(yīng)變傳感器的應(yīng)變傳遞理論及傳感特性研究.pdf

1、在科學(xué)實驗研究或者工程健康監(jiān)測中，應(yīng)變（或應(yīng)力）是反映結(jié)構(gòu)狀態(tài)的一個至關(guān)重要的參數(shù)，因此，選擇合適可靠的應(yīng)變傳感器進(jìn)行準(zhǔn)確的測量也至關(guān)重要。應(yīng)變傳感器作為實驗研究或監(jiān)測系統(tǒng)的前端，其工作穩(wěn)定性和測量可靠性直接影響著實驗的成敗或者監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
　　本文采用理論分析和有限元模擬分析結(jié)合試驗研究的方法，分析研究了幾種不同測量原理、不同封裝方式的傳感器的應(yīng)變傳遞特征以及傳感特性，并根據(jù)各傳感器的平均應(yīng)變傳遞率和傳感性能的優(yōu)劣

2、，定性評價了其測量可靠性。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　1.對不同封裝方式的應(yīng)變傳感器進(jìn)行了應(yīng)變傳遞分析，推導(dǎo)了其應(yīng)變傳遞率計算公式，并根據(jù)平均應(yīng)變傳遞率公式分析得出了幾個主要影響參數(shù)對傳感器應(yīng)變傳遞率的影響規(guī)律。
　　2.采用ANSYS有限元分析軟件，分別建立了表面式的電阻應(yīng)變片、金屬基片F(xiàn)BG應(yīng)變傳感器、夾持式FBG應(yīng)變傳感器以及埋入式的細(xì)鋼管封裝、單層嵌入式封裝和帶端帽管式封裝的FBG應(yīng)變傳感器的有限元分析模型。

3、通過有限元分析驗證了平均應(yīng)變傳遞率理論公式及各參數(shù)對應(yīng)變傳遞率的影響規(guī)律。
　　3.使用MTS材料試驗機(jī)對電阻應(yīng)變片、振弦應(yīng)變計、貼片式和夾持式FBG應(yīng)變傳感器以及MTS引伸計進(jìn)行了試件拉伸試驗，經(jīng)對比分析得出了各應(yīng)變傳感器的線性度、重復(fù)性、滯后以及疲勞可靠性等傳感性能指標(biāo)。
　　4.觀察分析各應(yīng)變傳感器在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁模型試驗和光纖光柵智能鋼絞線松弛試驗中的實測表現(xiàn)，得出了鋼筋及混凝土電阻應(yīng)變片、埋入式及表面式振弦應(yīng)變