基于正交光纤光栅阵列的负载感知系统研究

来源：激光技术杂志2021年第2期北京时间：

作者：王高, 张梅菊, 黄漫国, 梁晓波, 刘智超

摘要：为了避免在装配中夹持力过大损坏产品或太小产生滑落的问题，采用了光纤传感智能感知的方法，设计了一种基于正交光纤光栅阵列的负载感知系统。感知模块采用光纤光栅两两相互垂直的方式排布，获取夹持平面两个正交方向的横向剪切力，从而分析夹持状态。实验中采用两个5.0cm×5.0cm的橡胶块制成负载感知模块，通过仿真定量分析了不同参量对夹持控制的影响程度，得到了光纤光栅的有效长度与敏感度成正比、与空间分辨率成反比的规律。结果表明，垂向灵敏度为31.4pm/N，水平灵敏度为29.9pm/N, 该系统可实时获取被夹持物的受力变化。该结果对智能调节控制是有帮助的。

关键词：光纤光学, 正交阵列, 负载感知, 结构设计