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文档简介

1、光纤光栅电磁量传感器光纤光栅电磁量传感器-主讲人：马玉梅20122531介介 绍绍光弹效应：当外力或振动作用于弹性体产生应变时，弹性体的折射率发生变化，呈现双折射性质，这种有内应力的透明介质中o光和e光折射率不相等，它与应力分布有关。这种现象即为光弹性效应。光栅周期：从一个折射率改变点到相邻一个折射率改变点的长度。 光纤光栅传感器测量电磁量的原理 当光栅发生应变时，产生的弹性变形将使光栅的周期改变，光弹性效应也会使纤芯的折射率变化，相应地将引起光栅中心波长改变。由于光栅中心波长的改变与光栅应变成良好的线性关系，因此通过电热转换、利用电磁力、磁致伸缩材料以及电致伸缩材料等使光纤光栅发生应变，进而

2、便可以实现对电压、电流、磁场等物理量的测量。电磁力实现电流测量 光纤光栅电磁力调谐实验装置如图2所示，图2(a)表示带铁芯螺线圈通电时，磁极间产生的磁场基本上为匀强磁场。长度为L的刚性细导线，沿梁的轴向被刚性地粘贴于梁的下表面。图2 (a) 利用电磁力测量电流方案一(b) 利用电磁力测量电流方案二通电后导线在稳恒磁场中受电磁力F作用，不考虑梁和导线本身重量，光栅上考察点处的弯矩与电流的大小成正比，粘贴在梁上的光纤光栅产生变形，其波长漂移量与待测电流Io 成线性关系。当I0 时，F 使得光栅受拉应力作用，反射波长向长波长方向漂移; 反之，光纤光栅受压应力作用，反射波长向短波长方向漂移；电流强度越大，漂移量越多，因此该装置可用来感知电流的大小10。图2 (a) 利用电磁力测量电流方案一(b) 利用电磁力测量电流方案二图2(b) 中包含一个光纤光栅和两块相互靠近的磁铁，两块磁铁被限制在导轨内，其中左边一块是固定的，右边一块是可移动的。光纤光栅两端分别粘贴在两个不同的点上，其中一端粘在一个固定点上，另一端粘在可移动的磁铁上。“两块磁铁放入螺线管中，磁铁的磁性是通过把磁性材料置入磁场中磁化产生的”。当螺线管通入电流，螺线管内产生磁场，使两块磁铁磁化，产生相互吸引力，可移动的一块磁铁向固定的一块磁铁靠近，这使光纤光栅产生拉伸应变，光纤

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