通过组合磁量表和两个光纤布拉格光栅进行随机位移测量

基于光纤的传感器具有灵活性、波长分割多路复用、远程监控、耐腐蚀等特点。因此，光纤位移传感器具有广泛的应用价值。

为了在复杂环境中实现有针对性的线性位移测量，光纤的各种结构（例如，米歇尔森干涉仪^1、法布里-佩罗腔干涉仪^2、光纤布拉格光栅^3、弯曲^损失4）近年来已经发展出来。弯曲损耗需要稳定站中的光源，并且不适合环境振动。曲等人设计了一种基于塑料双核光纤的干涉光纤纳米位移传感器，一端涂有银镜;它的分辨率为70^纳米5。提出了一种基于弯曲单模-多模式-单模（SMS）光纤结构的简单位移传感器，克服了位移范围测量的限制;它使位移灵敏度提高三倍，范围从0到520μm⁶。Lin等人介绍了一个位移传感器系统，该系统将FBG与弹簧结合在一起;输出功率约为线性，位移为110-140 mm^7。光纤 Fabry-Perot 位移传感器的测量范围为 0-0.5 mm，线性度为 1.1%，分辨率为 3 μm⁸。周等人报告说，一种基于光纤Fabry-Perot干涉仪的宽距离位移传感器用于亚纳米测量，在3mm⁹的动态范围内高达0.084纳米。利用光纤准直器演示了一种基于反射强度调制技术的光纤位移传感器;这有一个感应范围超过30^厘米10。虽然光纤可以制成多种位移传感器，但这些基于光纤的传感器通常利用材料本身的拉伸极限，这限制了其在远距离测量中的应用。因此，测量范围和灵敏度之间通常存在折衷。此外，由于各种变量同时发生，很难确定位移;特别是，应变和温度的交叉灵敏度会损害实验精度。文献中有许多鉴别技术，例如使用两种不同的传感结构、使用单个 FBG 半粘合不同胶水或使用特殊光纤。因此，光纤位移传感器的进一步发展要求灵敏度高、体积小、稳定性大、范围广、温度独立。

在这里，磁标的周期性结构使得全范围测量成为可能。实现了具有磁标的有限测量范围的随机位移。结合两个FBG，可以求解温度交叉灵敏度和运动方向的识别。此方法中的各种步骤需要精度和对细节的关注。传感器制造方案如下。