基于FBG的動(dòng)態(tài)測(cè)試及其在人工皮膚中的初步應(yīng)用.pdf

1、FBG(Fiber Bragg Grating)傳感器，即光纖布拉格光柵傳感器，因其抗電磁干擾、本質(zhì)安全等一系列優(yōu)勢(shì)，在各種民用、軍事等傳感檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文主要對(duì)基于FBG的動(dòng)態(tài)測(cè)試及其相應(yīng)的初步應(yīng)用進(jìn)行了探究分析。根據(jù)被檢測(cè)信號(hào)頻率的不同將動(dòng)態(tài)測(cè)試分為低頻測(cè)試和高頻測(cè)試，低頻測(cè)試主要對(duì)沖擊信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，高頻測(cè)試主要針對(duì)超聲檢測(cè)進(jìn)行探究。
　　總體思路是以光纖布拉格光柵傳感器檢測(cè)動(dòng)態(tài)信號(hào)的傳感機(jī)理為基礎(chǔ)，繼而設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的實(shí)

2、驗(yàn)框架圖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖選取實(shí)驗(yàn)器件后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。沖擊碰撞實(shí)驗(yàn)主要利用封裝設(shè)計(jì)的FBG傳感體檢測(cè)外界沖擊碰撞信號(hào)，探究FBG傳感體的檢測(cè)效果以便在人工皮膚的觸覺(jué)傳感方面進(jìn)行初步應(yīng)用;高頻檢測(cè)主要是超聲檢測(cè)，基于超聲激勵(lì)-光纖布拉格光柵檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)了不同柵區(qū)長(zhǎng)度的光柵對(duì)一定頻率段內(nèi)不同頻率的超聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)方案，分析檢測(cè)結(jié)果找出對(duì)應(yīng)檢測(cè)規(guī)律，為以后超聲檢測(cè)提供一定應(yīng)用依據(jù)。
　　動(dòng)態(tài)測(cè)試基于雙光纖布拉格光柵

3、匹配解調(diào)方法，此種解調(diào)方式最大的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且效果良好。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集保存主要利用數(shù)字示波器和基于LabVIEW平臺(tái)及搭配的數(shù)據(jù)采集卡等相關(guān)硬件開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)采集程序。為了對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的對(duì)比分析，后續(xù)采用數(shù)據(jù)繪圖軟件Origin及功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB進(jìn)行進(jìn)一步的美化和處理。
　　最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:硅膠材料封裝的FBG傳感體對(duì)外界沖擊信號(hào)響應(yīng)速度快，檢測(cè)靈敏度高，故可將FBG應(yīng)用在機(jī)器人人工皮膚的觸覺(jué)感知當(dāng)