为避免在利用压电微夹钳夹持微对象过程中可能造成微对象的损伤或脱落, 提出用电阻应变片来检测压电微夹钳的钳指位移与夹持力。采用柔性杠杆放大机构设计了微夹钳, 该微夹钳结构微小且紧凑、钳指可平动、指尖夹持灵敏度高。基于悬臂梁弯曲变形理论及有限元方法, 分析了用于检测钳指位移与夹持力的微夹钳弹性敏感单元的应变特性。分析结果表明: 敏感单元的最大应变部位靠近其底端, 钳指位移与夹持力同敏感单元的应变成正比; 实验标定了钳指位移与夹持力同弹性敏感单元应变的关系, 标定结果表明两种关系均为线性关系; 最后实验测试了钳指位移与夹持力的大小。结果表明: 在150 V的最大电压下, 不夹持微对象时钳指的最大位移为78.35 μm, 夹持Φ0.3 mm、长8 mm的微轴时钳指的夹持力为9.24 μN。

鉴于钛合金材料具有低弹性模量、受温度影响小等特性,设计制作了一种以钛合金管作为光纤Bragg光栅应变增敏衬底元件的高压压力传感器件.通过与电阻应变计实时监控的对比,从实验上研究了光纤Bragg光栅的中心波长偏移对调谐压强的响应.结果表明:这种增敏设计,具有良好的线性响应和可重复性,且与理论推导结果吻合较好.增敏后对压力的响应灵敏度可达0.034 nm/MPa,测压量程可达0～40 MPa,甚至更宽.

利用光纤光栅作为传感元件,对螺纹钢标准拉伸试验试件的拉伸应变特性进行了分析与测量,采用电阻应变片作为对比测量,并与理论值进行了比较.测量结果FBG2的应变测量灵敏度为15.647 με/kN非常接近理论期望值15.680με/kN,而电阻应变片的应变测量灵敏度仅为14.162 με/kN;同时,利用光纤光栅测量钢筋试件弹性模量,其中FBG2测得弹性模量为2.03×105MPa与标准测量值一致.结果表明,作为测量应变的常用仪器,光纤光栅比电阻应变片具有更强的实用性.

利用两组布拉格光纤光栅 (FiberBraggGrating ,FBG)FBG1和FBG2对标准钢筋试件的应变和弹性模量进行了测量 ,并与电阻应变片的实验结果进行了对比。FBG1、FBG2和电阻应变片的应变测量灵敏度分别约为 1/ 14 5 .6、1/ 15 5 .8和 1/14 1.5 με/吨 ,理论值为 1/ 15 6 .86 με/吨 ;测量钢筋试件弹性模量分别为2.212×10⁵、2.035×10⁵和 2.273×10⁵Mpa,而理论值为 2.03×10⁵Mpa。结果表明 ,作为测量应变的常用仪器 ,FBG比电阻应变片的实用性能更为优越。