大应变测量中扩大应变仪量程的几种方法

研究了应变仪在使用过程中需要扩大量程时常用的几种方法 ,同时分析了几种方法的误差。

基于塑料光纤的大应变测量研究

分析了塑料光纤(POF)光强弯曲损耗与弯曲半径的关系;推导了基于弯曲效应的POF测量大应变的数学模型,并建立了大应变测量系统。重点通过实验研究,验证了理论分析的正确性,实验结果表明:应变测量范围可达8%以上,测量灵敏度高,重复性好。

固体推进剂大应变测量无线传感器设计

固体推进剂在高强度或者急剧变化的力、温度等影响下可能产生较大局部形变，其应变量监测对固体发动机的健康性评估有重要意义。针对现有测量系统的诸多不足，如使推进剂表面局部应力集中、难以贴合、需要线缆连接耗时耗力等问题，提出弓形梁无线应变测量传感器的设计方案，并进行了仿真验证分析。该传感器包括弓形梁弹性结构和包含薄膜应变计及RFID模块的标签。对弓形梁的应变传递在理论计算的基础上进行ANSYS仿真，对比其结果表明弓形梁能有效可靠地将无法测量的大应变转换到应变片可测量的范围内进行测量，为大应变测量提供解决方案。该设计可以实现对推进剂的应变进行多点实时无线监测，具有显著的应用价值。

大应变测量中扩大应变仪量程新方法

本文提出扩大电阻应变仪量程的新方法——并联电阻法。利用n个校验电阻盒(应变仪附件)并联接在应变仪输入端上参与应变测量．即可扩大量程n倍。文中导出并联电咀法桥路基本公式和非线性误差公式，以修正测量结果，得到测点真实应变。本法有理论依据，简单可行，与目前常用的扩程方法相比，是一种有效的、简便的扩程方法，可供工程测试中应用。

基于FPGA的推进剂药柱应变测试装置研究

固体火箭发动机工作于发射过载状态下,位于燃烧室内的推进剂药柱因承受惯性力作用产生一定的形变。为测试推进剂药柱在发射过载状态下的轴向应变响应特性,针对发动机装药结构、材质的特殊性,研制了一种基于FPGA的推进剂药柱大应变存储测试装置,解决了该环境下传统应变电测系统应用于装药应变检测过程中呈现出的数据捕获率低、非线性误差大等问题。装置采用FPGA芯片搭建主控模块,集信号调理、触发采集、存储等功能于一体,可安装于发动机内进行发射过载试验,实时完成装药应变响应信息的快速采集与存储。试验后回收装置,通过上位机提取测试数据,处理和再现装药应变时间历程曲线。

钳压法制作的同轴电缆法布里-珀罗传感器

为研究同轴电缆法布里-珀罗干涉(CCFPI)传感器的钳压法制作工艺,模拟不同结构参数对CCFPI传感器信号质量的影响,分析得出CCFPI反射点的绝缘层外径宜在1.4~2 mm范围内,钳压变形长度不应小于2 mm,反射点一致性对信号质量影响显著;模拟电缆拉伸过程,观察到信号频移对电缆应变呈现良好的线性反应。依据模拟结果制作CCFPI传感器,并进行传感性能测试。试验结果表明:CCFPI传感器测得的应变值始终与千分表吻合良好,二者拟合斜率为1.004 92,相关系数为0.998 67,且在小应变范围内CCFPI传感器的测量数据与光纤光栅吻合良好,说明该传感器的测量结果真实可靠;同时观察到CCFPI传感器的分辨率可达110με,失效应变为140 000με。

一种基于动态参考瑞利散射谱的分布式光纤大应变解调方法

基于光频域反射计(OFDR)的分布式光纤系统在结构健康监测领域得到广泛关注,通过对参考瑞利散射谱和测量瑞利散射谱进行互相关分析来确定谱偏移量,进而转化为结构应变。这种分布式光纤的应变解调方法具有较高的空间分辨率和测量精度,但在光纤受到较大应变时(超过3000με)会出现瑞利散射谱信号急剧衰减,从而导致互相关分析无法解调应变。本文提出了一种OFDR分布式光纤的大应变分步解调方法,采用动态参考瑞利散射谱取代固定参考瑞利散射谱的方法来突破大应变测量的限制。通过对复合材料层合板拉伸实验的大应变测量表明,本文所提出的光纤应变解调方法能稳定和可靠地测量10000με以上的大应变情况。