为实现冲击波动态信号的测量，研制了一种光纤端面镀金-派瑞林-金三层结构的薄膜式光纤法布里-珀罗压力传感器。对该传感器进行了理论分析与仿真，搭建了静态和动态压力测量系统，并对其进行测试与分析。结果表明：在0~60 MPa的静态压力测量范围内，传感器的波长灵敏度和腔长灵敏度分别为0.0809 nm/MPa和0.3200 nm/MPa，与仿真结果一致；在动态压力测量中，传感器成功捕捉到了压力峰值为7.41 MPa和上升时间为75 ns的冲击波信号。

随着应变、温度、振动等分布式光纤传感技术的不断深入发展和产品化程度的不断推进，人们越发意识到分布式横向压力光纤传感的重要性，尤其是准分布式光纤光栅等压力传感器在某些重要应用领域的不足越发凸显，对分布式横向压力光纤传感的研究更加迫在眉睫。与其他参量的分布式光纤传感技术相比，分布式横向压力光纤传感基础技术不足、存在机理瓶颈，参量转换的间接测量方法存在复杂度高、准确性差、难以实用化等显著问题。本文在综述前人所开展的分布式压力光纤传感技术原理和存在问题的基础上，重点讨论近些年本课题组在基于偏振分析的分布式横向压力光纤传感方面率先开展的工作和取得的研究成果，主要集中在基于保偏光纤偏振串扰分析和单模光纤分布式全Mueller矩阵偏振分析的分布式横向压力光纤传感涉及的测量与解调系统、传感介质、系统性能及典型应用等方面，也对分布式横向压力光纤传感未来的发展方向与前景进行了展望。

光纤在低温环境下的使用越来越广泛，更加优异的低温用涂料和光纤低温性能的研究探索也逐步深入。采用3种不同涂料的G652单模光纤进行光纤抗压力测试，对抗压力测试后的光纤表面形貌进行分析，同时对低温试验后光纤的涂层抗压力与附加衰减性能进行测试表征。实验结果表明：光纤自身抗压力值越大，其低温附加衰减值越小，耐低温性能就越佳，且低温测试前后的光纤抗压力值差异较小。

为了探索车载危爆品发生爆炸造成桥梁损伤的破坏形态及桥面上爆炸荷载压力场的分布规律, 采用AUTODYN软件建立了精细化数值模型, 分析不同形状尺寸车厢钢板及多种爆炸工况下桥面荷载压力场的区域分布特征, 给出了钢板发挥阻挡冲击波作用的临界尺寸。针对开展桥梁爆炸实验存在风险高、耗资大的难题, 参考一座实桥遭遇危爆品爆炸事故后的详细检测报告, 反演其爆炸损毁过程。基于最小二乘法对大量数值算例结果进行多项式曲线拟合, 对传统的自由空气域爆炸冲击波压力计算公式进行了修正, 提出了考虑车厢钢板阻挡的车载物爆炸作用下桥面超压峰值预测公式。经此公式计算得出的荷载压力分区与实桥检测报告中桥面破坏区域的对应吻合情况良好。研究成果可为桥梁结构的防爆抗爆设计提供参考。

为了提高半圆柱阻流体无阀压电泵的流量，结合锥形腔的流阻不等特性，该文设计了一种半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵，并建立了其流量的理论公式。数值模拟了该泵的泵腔流速分布，对比分析了其与半圆柱阻流体无阀压电泵的阻力特性。模拟结果表明，半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵能实现流体的单向输送，且其输送能力优于半圆柱阻流体无阀压电泵。制作了两种泵的样机并进行了流量和压力差试验。试验结果表明，在驱动电压220 V下，半圆柱阻流体锥形腔无阀压电泵的最高流量和压力差分别为30.96 g/min和394 Pa，与半圆柱阻流体无阀压电泵相比，其流量和压力差均得到提高。

针对微机电系统(MEMS)压阻式压力传感器受环境温度影响产生温度漂移的问题，该文分析了常用的温度补偿方法，提出了一种基于粒子群优化-径向基函数(PSO-RBF)的压力传感器温度补偿模型，结合标定实验采集的样本数据，建立了标定压力同敏感元件输出电压和温度的非线性映射关系，实现了温度补偿效果。结果表明，与传统的最小二乘法、三次样条插值法、标准RBF、粒子群优化反向传输神经网络(PSO-BP)、核极限学习机(ELM)神经网络等方法相比，该算法具有更好的补偿预测效果，且对样本数据不需要归一化处理，具有良好的工程实践意义。

为了改善微弱压力传感器的灵敏度, 利用微结构来产生压阻效应的方法, 制备出一种性能优异的压力传感器。研究了三种不同结构的石墨烯压力传感器, 并设计和研究了石墨烯压力传感器的版图结构、工艺制备流程和材料表征。最后, 对三种不同结构的石墨烯压力传感器进行了灵敏度测试。实验结果表明, 网状结构的石墨烯压力传感器具有较高的灵敏度, 在低压强下(0~200 Pa)的灵敏度可达到0303 kPa-1, 最低可检测到245 Pa的压强。该网状结构的石墨烯压力传感器是一种可以感知微弱压力变化的高性能压力传感器。

为了保证在低成本、易制备的前提下提高激光诱导石墨烯压力传感器的性能，设计了一种石墨烯压力传感器的放大结构。表征了激光诱导石墨烯压力传感器的表面结构，分析了表面多孔泡沫结构对压阻效应的影响，采用COMSOL软件对传感器放大结构的受力情况进行仿真分析，得到在外界压力下石墨烯层的受力情况。选用3D打印方法制备树脂材料放大结构基底，在低成本的同时兼顾了轻质、高精度、高机械强度等性能。测试结果表明，压强在5~20 kPa范围内时，该放大结构的灵敏度较无放大结构提高了约43%。