表面粘贴式FBG传感器应变传递分析
吴入军;郑百林
【摘 要】6层光纤布拉格光栅传感器由光纤、保护层、粘结层、衬底、外粘结层、基体组成,基体与光纤不直接接触,所以测量精度取决于光纤和基体之间的粘结特性.提出基体到光纤应变传递的函数模型,然后利用有限单元法验证函数模型的正确性,最后,基于该函数讨论中间层参数对平均应变传递率的影响.文中的分析结果满足FBG传感器测量精度要求.
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2016(000)008
【总页数】4页(P14-17)
【关键词】光纤布拉格光栅传感器;表面粘贴;应变传递;基体
【作 者】吴入军;郑百林
【作者单位】上海电机学院机械学院,上海201306;同济大学应用力学研究所,上海200092;同济大学应用力学研究所,上海200092
【正文语种】中 文
【中图分类】TP212
光纤布拉格光栅(FBG)传感器具有体积小、精度高、抗电磁干扰等优点，应用广泛。光纤在实际测量时需要封装保护，因此光纤与被测物体不直接接触，测量应变不是结构的实际应变，因此研究光纤应变和基体应变之间的关系具有重要的意义[1]。
F. Ansari等[2]假定光纤中心处的应变和基体应变相同，从而得到FBG传感器的轴向应变分布规律。G. Duck等[3]针对无限长FBG传感器，利用傅里叶变换得到了FBG传感器的应变分布，并针对不同波长进行了分析。周智等[4]同样在假定光纤中心处的应变与基体应变相同的情况下，得出了研究结果。郭伟等[5]假定了层间剪应力平衡建立了应变传递方程。梁德志等[6]利用有限元方法验证了基体应变与测量应变并不相同。常新龙等[7]对聚合物封装的FBG传感器进行了线粘弹性分析，建立随时间变化的应变传递理论。周建华[8]针对埋入式FBG传感器进行了全面的实验研究。Q. B. Wang等[9]对表面式FBG传感器进行了研究。S. C. Her和C. Y.
哈工大电气学院仪器科学与技术
自动化测试与控制系简介
哈尔滨工业大学自动化测试与控制系仪器科学与技术学科创建于1955年，在苏联专家的帮助下，以前苏联人才培养模式培养出国内第一批精密仪器专业研生和本科生，这批学生均成为我国该学科领域的学术带头人和技术带头人。该学科现为国家重点一级学科， 1998年成为全国首批按一级学科培养和授予博士学位的学科点，同年被批准建立仪器科学与技术博士后流动站。本学科在2001-2003年间全国一级学科整体水平评估中，全国排名第二， 2004-2006年间全国一级学科整体水平评估中，全国排名第三。本学科具有较高的学术声誉和影响力。
本学科始终瞄准国际高科技前沿和国家重大需求，针对航天和国防尖端技术的前沿科学问题和关键技术问题，开展科学研究与工程关键技术研究，形成了以航天、航空、尖端与先进装备制造、微电子与信息装备制造为背景，以精密/超精密测量技术与仪器、自动化综合测试与控制技术、光电信息技术与系统为主要特色的科学研究方向，取得了以国家技术发明奖一等奖为标志的一批重大科研成果。近三年累计科研经费超过2.6亿元。此外，还申请国际发明专利和中国发明专利150余项，已获授权70余项；近年来完成国防航天重点预研和工程项目与国家自然科学基金项目近百项。
本学科由四个研究所、五个研究室及一个基础课教研室组成。现有教授32人，副教授36人，其中博士生导师28硕士生导师53人。本学科不仅在科学研究与工程关键技术研究上取得了较突出的成果，还在研究生培养方面取得了突出的成绩，共有4人获得全国百名优秀博士学位论文奖，2人获得全国百名优秀博士学位论文提名奖。
硕士研究生就业去向：国内各科研院所、国企、外企、各大公司、技术开发类企业，以及国家机关等单位，或去国内外高校攻读博士学位。电气工程及自动化学院已走过17年的风雨路程，作为哈工大的重要组成部分，在教学与科研工作上始终处于校内的前列，并取得了令人瞩目的成绩。值此建校90年之际，衷心祝愿哈工大长足发展更进一步；同时，学院也将紧随新的历史机遇，发挥老学科的优势，加强学科建设，继续为国家多出一流成果、育一流人才，力争上游，再创辉煌。
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测控技术与仪器专业就业前景
测控技术与仪器专业就业前景1
专业概述测控技术与仪器是研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行的理论与技术;是电子、光学、精密机械、计算机、信息与技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。
测控技术及仪器专业是仪器科学与技术和科学与技术交叉融合而形成的综合性学科。
方向一以集电子技术、先进理论、计算机技术、自动检测技术、光电技术以及网络技术于一体为特色，以生产过程的机电装备运行状态及其信息为研究对象。
本方向旨在培养基础理论扎实、实践能力强、知识面广，外语综合能力和计算机应用能力较强，人文社会科学综合素质较高，具有开拓创新意识，能够从事工业过程理论与装备、计算机辅助测试系统、信息处理与状态识别等领域的研究开发、设计制造和运行管理的复合型高级工程技术人才。
方向二以光—机—电—仪器—计算机技术一体化为特色，以传感器技术、信息获取与处理技术、自动化精密机械以及智能仪器仪表为主要研究对象。
本方向旨在培养基础理论扎实、实践能力强、知识面广，外语综合能力和计算机应用能力较强，人文社会科学综合素质较高，具有开拓创性意识，能够从事测控仪器、信息技术以及测试计量技术等方面2
的研究开发、设计制造和运行管理方面的复合型高级工程技术人才。
测控技术与仪器是将自动化系统上的信号加以采集、整理、处理、而后进行显示或者发出信号的过程。
测控技术与仪器专业就业前景
测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。
随着科学技术的飞速发展，光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视。但是由于传统观念的影响，很多考生对本专业存在一个明显的认识误区，以为测控技术就是用三角板、直尺之类的仪器进行吃力劳苦的测量，其实这只是很浅显的认识，也是很浅薄的错误。我们可以听听清华大学测控技术与仪器专业一位同学的话，他说：“进入大学以前，我认为我将来的工作就是拿着大三角板，到处量量，呵呵，谁知开始上专业课了，才知道原来我们的专业是多么尖端，什么激光啦，纳米啊，都是我们测试的。现有的电脑硬件和软件，可以让我轻松地模拟实地环境，不仅学起来轻松省事，更提出了各式各样的问题，可以发挥自己的想像，设计更复杂完备的系统。”
哈工大流体传动及控制专业认识
哈尔滨工业大学流体传动及控制专业的发展历史
流体传动及控制专业始建于1955年，原名水力机械，下设水轮机，水泵和液压传动三个专门化方向，是仿照原苏联高校的办学模式在国内首先创办的。由原苏联莫斯科鲍曼工学院（现改名为莫斯科鲍曼科技大学）派专家帮助培训师资和筹建实验室。
1977年原来的水利机械专业正式分为流体机械专业和流体传动及控制专业，其中流体传动及控制专业涵盖液压传动、气压传动和液力传动等专业方向。1978年开始招收硕士研究生，1980年获得硕士学位授予权，1980年获得博士学位授予权，开始培养博士研究生，1984年获教育部批准建立博士后科研流动站。
1999年，根据发展需要将哈尔滨工业大学能源与科学技术学院流体传动及控制教研室的液压、气动部分与机电工程学院的机床液压研究室合并，归入机电工程学院，设立流体传动及控制自动化系，也称为流体传动及控制研究所。目前流体传动及控制研究所坐落在中国黑龙江省哈尔滨市哈尔滨工业大学科学园2F栋，使用面积达4000m2。总体实力处于国内高校同学科的前列，在世界范围内具有一定的影响力。
专业概况
流体传动与控制包括液压传动与控制和气压传动与控制两部分。液压传动是以液体作为工作介质，利用压力能传递动力，具有易于实现直线运动、功率与质量之比大、动态响应快等优点，在航空航天、舰船、武器装备、工程机械、冶金机械、运动模拟器、试验设备、机床、农林机械等领域得到了广泛的应用。而气压传动则是以空气作为工作介质，清洁、成本低，并具有防火、防爆、防电磁干扰等优点，在轻工、食品、饮料、包装、化工、电子和自动生产线等领域得到了广泛的应用。今天，流体动力传动技术与传感、微电子和控制技术密切结合，已发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术，是工业动力传动与控制技术不可缺少的重要组成部分。
专业发展现状
进入20世纪90年代后期，随着自动控制技术，计算机技术，微电子技术、可靠性技术的发展以及新材料的应用，使传统的液压技术有了新的进展，也使液压系统和元件的水平有很大提高。
