Heying QIN 1,2,3Pengfei TANG 1,2,3Jing LEI 1,2,3Hongbin CHEN 1,2,3Boguang LUO 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Collaborative Innovation Center for Exploration of Hidden Nonferrous Metal Deposits and Development of New Materials in Guangxi, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China
2 Guangxi Engineering Research Center of Intelligent Structural Material, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China
3 Guangxi Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China
The strain-temperature cross-sensitivity problem easily occurs in the engineering strain monitoring of the self-sensing embedded with fiber Bragg grating (FBG) sensors. In this work, a theoretical investigation of the strain-temperature cross-sensitivity has been performed using the temperature reference grating method. To experimentally observe and theoretically verify the problem, the substrate materials, the preloading technique, and the FBG initial central wavelength were taken as main parameters. And a series of sensitivity coefficients calibration tests and temperature compensation tests have been designed and carried out. It was found that when the FBG sensors were embedded on different substrates, their coefficients of the temperature sensitivity were significantly changed. Besides, the larger the coefficients of thermal expansion (CTE) of substrates were, the higher the temperature sensitivity coefficients would be. On the other hand, the effect of the preloading technique and FBG initial wavelength was negligible on both the strain monitoring and temperature compensation. In the case of similar substrates, we did not observe any difference between temperature sensitivity coefficients of the temperature compensation FBG with one free end or two free ends. The curves of the force along with temperature were almost overlapped with minor differences (less than 1%) gained by FBG sensors and pressure sensors, which verified the accuracy of the temperature compensation method. We suggest that this work can provide efficient solutions to the strain-temperature cross-sensitivity for engineering strain monitoring with the self-sensing element embedded with FBG sensors.
FBG sensor self-sensing element embedded FBG sensor cross sensitivity of strain and temperature temperature compensation 
Photonic Sensors
2023, 13(1): 230127
作者单位
摘要
全球能源互联网研究院, 北京 102209
基于Pockels效应的Sagnac型光学电压互感器的传感单元是由法拉第准直旋光器和BGO晶体构成, 其中由偏振串扰引入的非线性误差是影响互感器测量精度及稳定性的主要误差来源。为了抑制传感单元存在的非线性误差, 从主要光路器件及器件间的耦合点中分析产生偏振串扰的非理想耦合点及耦合机理, 并提取表征该耦合点的误差特征参量, 建立各非理想耦合点的传输模型, 由此推导由传感单元偏振串扰引入的非线性误差模型, 数值仿真并实验验证非理想偏振耦合对互感器性能的影响。在此基础上, 提出了由BGO晶体敏感环境振动、温度波动等产生的非线性误差的抑制方法, 实验结果验证了抑制方法的有效性。
光学测量 光学电压互感器 传感单元 偏振串扰 非线性误差 optical measurement Sagnac Sagnac optical voltage sensor sensing element polarization crosstalk nonlinear error 
光学技术
2017, 43(2): 130
作者单位
摘要
1 泉州师范学院 应用科技学院, 福建 泉州 362000
2 华侨大学 信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
提出一种通过扭转引起光强变化来检测电流的磁敏传感器结构, 包括扭转微镜结构和光检测部分。分析了传感器的磁敏原理和力学理论, 根据结构设计综合考虑给出了传感核心部件的结构参数, 通过仿真获得不同电流下扭转力矩与扭转角度、各结构参数的关系曲线, 最后通过实验验证了分析的干扰信号的合理性, 所要测量的交变电流信号跟测得的光强信号成正比, 表明该电流传感器具有一定的实际应用价值。
扭转微镜 电流传感器 磁敏元件 力学分析 torsional micro-mirror current sensor magnetic sensing element mechanical analysis 
半导体光电
2016, 37(5): 660
王雪锋 1,2,*王建国 1,3王光强 1,2李爽 1,2[ ... ]彭建昌 1,2
作者单位
摘要
1 西北核技术研究所, 西安 710024
2 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
3 西安交通大学 电子与信息工程学院, 西安 710049
针对一种已经完成模拟设计、工艺研究及成品开发, 且线度仅为百μm量级的太赫兹脉冲热载流子探测芯片展开了几何参数及电参数测试, 并对其性能进行了分析探讨。结果表明: 探测芯片具有较小的几何加工偏差和良好的欧姆接触效果; 模拟计算的结果表明这种量级几何加工偏差对相对灵敏度影响可以忽略; 综合分析各种测试测量结果, 进一步验证了芯片开发工艺和测试结果的有效性。
太赫兹 脉冲测量 芯片 大功率 性能分析 terahertz pulse measurement sensing element high power performance analysis 
强激光与粒子束
2014, 26(8): 083103
作者单位
摘要
中国物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
提出了一种新的双正交磁光电流传感器技术,该技术可解决传统磁光电流传感器测量大电流脉冲时仅根据正弦或余弦信号无法唯一确定法拉第偏转角的技术难题。在该传感器中,起偏器的透光轴与两个偏振分束器的S分量偏振方向有0°与45°的夹角,四路输出信号两两之间有π/2的相位差。针对该传感器,提出了大电流脉冲的一种反正切函数数据处理方法,该数据处理方法具有可避开正弦函数的不灵敏区间,从而提高数据处理精度的优点。采用双正交磁光电流传感器与罗果夫斯基线圈对比测量了FP-1装置的短路电流脉冲,两种测试技术的实验结果能很好地吻合,证实该光学电流传感器可有效地测量大电流脉冲。
磁光效应 固有线性双折射 磁光探头 罗果夫斯基线圈 magneto-optic effect intrinsic linear birefringence magneto-optic sensing element Rogowski coil 
强激光与粒子束
2012, 24(6): 1493
作者单位
摘要
苏州科技学院物理科学与技术系,江苏 苏州,215009
红外探测器不论是在**还是在民用方面都有非常重要的应用。非致冷热释电红 外探测器由于具有光谱响应宽、无需致冷等显著优点,近年来成为红外成像领域的研究热点,其结构中 最关键的部分是敏感元。本文采用半导体光刻工艺和化学腐蚀的方法成功地对钛酸铅(PT)铁电薄膜进行 了刻蚀,同时采用剥离技术对相应的电极实现了图形化。
敏感元 光刻 剥离 红外 sensing element lithography lift-off IR 
红外
2009, 30(2): 20
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津,300072
2 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津,300072
介绍了顺变柱体型全光纤加速度检波器的工作原理及结构设计.该检波器包括两个顺变柱体和一个质量块,两顺变柱体上都紧紧地绕着单模光纤,形成了迈克耳孙干涉仪的两个臂.两干涉臂的端面镀有高反铝膜.初步测试结果表明,检波器在共振频率以上有较好的频率响应,输入信号与输出信号吻合得较好.
全光纤加速度检波器 迈克耳孙干涉仪 顺变柱体 敏感元件 
光学学报
2002, 22(3): 340

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