基于位移电流的非接触式接近传感器

第１９卷第６期　传感技术学报　Ｖｏ１．１９　Ｎｏ．６　２００６年１２月　ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＦＭＳＯＲＳ　ＡＮＤ　ＡＣＴＵＡＴＯＲＳ　Ｄｅｃ．２００６　Ｎｏｎ－Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　ＺＨＡＮＧＢｅｎ－ｎｉｕ　，ＺＨＡＮＧＫａｉ－ｈｏｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｌｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００７４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｏｖｅｌ　ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ　ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　ｓｅｎｓｏｒ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｆｏｒ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　ｏｆ　ａｎｙ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｅｄｓ　ｏｎｌｙ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｒｏｂｅ　ｉｓ　ｓｉｍｐｌｅ　ａｎｄ　ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ，　ａｎｄ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｔ　ｉｓ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｉｎ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｍａｙ　ｄｅｔｅｃｔ　ｏｂｊｅｃｔｓ’ｄｅｆｅｃｔｓ　ｉｎ－　ｓｉｄｅ．Ｔｈｅ　Ａｒｅａ，ｓｈａｐｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｐｒｏｂｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｒｂｉｔｒａｒｉｌｙ　ｂｙ　ｎｅｅｄｓ．Ｔｈｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｍａｙ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ（ＭＥＭＳ），ｓａｆｅ　ｇｕａｒｄ　ｓｙｓｔｅｍ，　ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｎｔｅｒｉｏｒ　ｄａｍａｇｅ，ｅｔｃ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ；ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ；ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　ｓｅｎｓｏｒ　ＥＥＡＣＣ：７２３０；７３２０Ｃ　基于位移电流的非接触式接近传感器＊　张奔牛　，张开洪　（重庆交通学院计算机与信息学院，重庆南岸４０００７４）　摘　要：利用位移电流效应设计的非接触式接近传感器结构简单，单探测电极，不受静态环境影响，价格便宜．该传感器探头　面积大小，延展距离，形状可根据需要任意设计，且传感器对厚度敏感并可透过物体进行探测．该传感器可用于微机电测量系　统（ＭＥＭＳ），安保和材料内部缺陷的无损检测等应用领域．　关键词：位移电流；非接触；接近传感器　中图分类号：ＴＰ２ｌ２　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌｏ０４－ｌ６９９（２ｏ０６）ｏ６－２４ｌ４—ｏ４　常见的非接触接近传感器有电感式［１　］、电容　光学式接近传感器检测距离相对较远，但检测范围　式［。　］、光学式［　、超声波式［　］等，均具有各自的优点　窄，不适于微型应用，也易受空间微粒影响．超声波　和缺点．电感式由一个电感线圈产生磁场，当金属物　式利用超声波回声定位的原理确定物体的接近情　体接近此磁场时，金属物体上产生的紊流电流会产　况，具有大检测范围和较长检测距离．但在检测距离　生反向场并影响振荡线圈的振荡．电感式接近传感　较近的表面刚度高的物体时易受二次回波的干扰．　器具有结构简单，价格便宜，灵敏度高，适于工业环　同样其也存在不适于微型应用，易受空间微粒影响　境应用及微型化等优点，但也存在只能检测金属物　的缺陷．最近有学者报道了一种射频接近传感器［７］．　体的缺陷．电容式通过检测物体靠近时引起的两片　其利用填充电介质材料的圆柱共振腔产生一个弱的　电容电极间电场变化检测物体接近，可用于检测任　射频电磁场．任何靠近共振腔前端的物体均会反射　意物体且结构简单、价格便宜．然而电容式接近传感　电场，这一电场会再耦合到共振腔中引起共振频率　器需要两个电极，不适于微型应用，此外环境灰尘对　的改变，从而确定物体的接近情况．这一接近传感器　其精度的影响也较大．光学式通常是由一个发射器　精度高，不受环境因素影响．但也存在结构复杂，不　发射一束激光，一个接受器接收从物体上反射出的　适于微型应用的缺陷．　光，从入射和反射光的相位差可以判断物体的距离．　利用位移电流效应［８　０］设计的非接触式接近传　收稿日期：２００５—１２—０５　基金项目：重庆市科委自然科学基金项目资助（８５７６，８５７９）；重庆市教委项目资助（０１１６０９）　作者简介：张奔牛（１９７５一），男，博士，副教授，硕士生导师，从事智能结构，传感器等教学科研工作，ｚｋｈ＠ｃｑｕｃ．ｅｄｕ．ｅｌｌ　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　张奔牛，张开洪：基于位移电流的非接触式接近传感器　，、一一　２４１５　（５）　感器结构简单，单探测电极，不受静态环境影响，价　格便宜，适于微型化及工业应用．此外该传感器还具　有两个独特的特点：①．传感器的探头可设计成很　大的面积，可延伸到很长的距离，也可设计成任意形　状．由于金属或导电物体可以传导电磁场信号，当探　Ｑ　其中Ｑ为ｔ　时间周期内流入电容的平均电荷，　为时间周期内电容Ｃ　上的平均电势，对芯片　７４ＬＳ０４是一个固定常数．则式（４）也可被表示为：　ｄＱ一　ｄ厂　（６）　头连接或接近此类物体时，此类物体也成为探头，从　而扩展探测范围．②由于低频电磁场穿透性强，传　感器对物体的厚度敏感，且可透过物体进行探测，因　由式（３）和（４）可以看出，振荡器的频率微变化　而可应用于如无损检测等非入侵式探测．　１　工作原理　传感器的核心部分是一个由７４ＬＳ０４芯片，几　个电容和电阻构成的多谐振荡器（图１）．　Ｃ　Ｃ　Ｒｌ　图１传感器的多谐振荡器核心部分　振荡器的振荡频率厂由四个时间周期决定．　１　厂一　）　其中ｔ　，ｔ　，ｔ。，ｔ４分别是电容Ｃ　的充电时间，反相器　Ｊ　输出跳变所需时间，电容Ｃ２的充电时间及反相　器Ｊ　输出跳变所需时间．当我们设定这几个时间周　期中只有ｔ　会变化且Ａｔ　《　时，式（１）对ｔ　求微分　可得：　ｄｆ＝一‘　）　一一　（２）　其中，０为振荡器的初始频率．　考虑ｔ　到时间段内充电电路可简化为如图２　所示　ｌｃ　“ｃ　一　图２　ｔ１时间段内充电电路简化图　时间周期ｔ　≈１．３Ｒ　Ｃ　．如我们设定电阻不会　随时间变化，则有：　ｄ厂一一４６８ｆｉｄＣ１　（３）　将式（３）的自变量和因变量换一下方向可得：　ｄｆｃ　一　－－１　ｄｆ　（４）　由于Ｃ１可被表示为：　与时间周期内电容上电荷Ｑ１的微变化成线性关　系，且通过观测振荡器的频率微变化可确定的Ｑ　的微变化．用导电线在电容Ｃ１的一端（图１及图２　中①处）连接一面积为４９　ｍｍＸ　４０　ｍｍ的铜片作为　传感器的探头．在时间周期时间内，电容Ｃ１被充电，　此时有部分电流会流向探头．由于探头上的电流随　时间发生周期性变化，根据Ｍａｘｗｅｌｌ电磁场公式：　×一×　Ｈ　一一　Ｊ　－￣ｌ一　＿．Ｄａａ　（７）　其中Ｈ为磁场强度，‘，为探头上的电流密度，　为　【，　位移电流，探头的周围会形成一个低频的电磁场并　向周围空间和介质辐射位移电流．这一位移电流是　由探头流向空间的假想电流，由电磁场的发射、吸收　及反作用形成，具有和实际电流相似的特性，实际成　因现在学术界还有很大争议［６　］．由于这一电流与　空间介质的材料有关，因此探头周围的物体的材料、　大小、形状会引起位移电流的改变，进而影响电磁　场．此电磁场的改变促使探头上的电荷量发生改变，　从而使电路振荡频率改变．因此，通过检测频率的改　变可确定物体的接近情况．　２　接近传感实验　使用一个计数器对振荡脉冲进行检测，每隔　０．００２　ｓ采样０．００２的脉冲值．振荡频率可由式厂一　鲁算出，１　５　其中　计数值，　为采样时间．计数信号　被送入一个笔记本电脑进行信号处理，最后多谐振　荡器的振荡频率及其随时间的变化波形被显示在电　脑屏幕上．整个结构如图３所示．用一个标准频率计　对测试信号进行校准后，最终的振荡频率可由式算　出ｆ＝５１１．７ｎ　．　图４给出了物体接近探头时Ｃ　上的波形变化．　由图可以看出物体接近只对Ｃ１充电时间产生影响，　对其放电时间没有影响，这与我们开始讨论时作出　的只有时间段ｔ　会发生变化的假设是一致的．根据　式（６），传感器对电荷变化探测的灵敏度与其初始　频率　有关，即其初始频率越高，传感器灵敏度越　维普资讯 http://www.cqvip.com

２４１６　传感技术学报　２００６生　郝　异步计数器　并行口　笔记本电脑　处理　Ｌ．．…　…　………　．．　处　采集部分　ｔ曲　●●　●　ｒ　●１　ｒ　●　ｌ　－　●　ｌ　●　●　卜－＿了『＿　—　ｆａ、　（ｂ）　图４物体接近探头时上的波形变化　高．我们通过改变电容Ｃ　的值改变传感器的初始频　率，对传感器灵敏度与初始频率的关系进行了测试．　图５给出了不同初始频率下同一木片（１．２　ｍｍ厚，　与探头面积相同）从平面接触探头至远离探头的传　感器频率变化．由图中可以明显看出，传感器的灵敏　度与初始频率是一个抛物线关系，这与式６中灵敏　度与　成正比的关系是一致的．　图５不同初始振荡频率下同・木片在相同位置引起的频率改变　通过调整电阻与电容值，我们将多谐振荡器的　频率设置为约２０　ＭＨｚ．此传感器可测量的探头上　最小电荷变化为７．５×１０　ｐＣ．　如图６（ａ）示，分别用１．２　ｍｍ厚，和探头同样　面积的木片，ＰＶＣ塑料片及铝片接近探头，同时记　录频率变化与距离．三种材料的重量分别为２　ｇ，　５．５　ｇａｎｄ　６　ｇ．图６（ｂ）给出了三种物体与探头处于　不同距离时频率相对初始频率的变化．可以看出不　（ｂ）　图６使用传感器探测不同材料片　同材料的接近会引起不同的频率改变．实际上，尽管　图中没有给出，其它材料如液体、纸、混凝土对探头　的接近同样也能引起频率改变．而其频率改变量决　定于材料的自由电子或离子含量、介电常数、尺寸、　形状等特性．由于探头为单金属片，传感器的探头可　设计成很大的面积，可延伸到很长的距离，也可设计　成任意形状．这使传感器可以应用于一些需要大面　积检测、长距离检测、特殊形状检测等情况．　此外，由于低频电磁场穿透性强，传感器对物体　的厚度敏感，此传感器也可用于检测同种材料的厚　度．图７（ａ）给出了传感器用于检测不同厚度的ＰＶＣ　塑料片和铝片的情况，即用几层与上个实验中相同　的ＰＶＣ塑料片及铝片进行实验．图７（ｂ）及７（ｃ）给　出了不同层数情况下频率变化与距离的关系．由图　中可以看出层数越多，频率变化就越大．由于具有这　料片间距离／ｃｍ　（ｂ）　图７使用传感器探测不同层厚材料　种对物体厚度敏感的特性，传感器可用于一些监测　材料厚度变化的应用．如在材料制造业中监控材料　厚度变化及物体内部缺陷的无损检测．一个值得注　意的一点是，传感器可透过金属材料检测．而通常的　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　张奔牛，张开洪：基于位移电流的非接触式接近传感器．一　２４１７　电场、磁场、电磁波测量设备均无法做到．因此，此传　感器也可能被用于一些特殊场合，如含大量钢筋的　混凝土材料的无损检测．　Ｒａｄｅ　Ｓ　Ａ　Ｌｏｗ－Ｃｏｓｔ　Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　Ｓｅｎｓｏｒ　ｆｏｒ　Ｉｎｄｕｓｔｉａｌｒ　Ａｐｐ１ｉｃａｔｉｏｎｓ口］．Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　Ａ　１１０（２００４）９３—９７．　Ｉ－ｚ］梁锦．电感式接近传感器故障自诊断的研究，传感器技术，　２００１，２０（１２）：１３—１４．　３结　论　利用位移电流效应实现任意物体接近检测的传　感器．此传感器结构简单，单探测电极，不受静态环　Ｉ－３］Ｃｈｅｎ　ＺＨ，Ｌｕｏ　ＲＣ．Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｕｓｉｎｇ　Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｔｅｃｈ—　ｎｏｌｏｇｙ．ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴ１０ＮＳ　０Ｎ　ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ　ＥＬＥＣ－　ＴＲ０ＮＩＣＳ。ＤＢＣ　１９９８，４５（６）：８８６—８９４．　［４］Ｄｒａｋｅ　ＫＬＺ．Ｎｅｗ　ａｐａｃＣｉｔｉｖｅ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　ｅｎｓＳｏｒｓ　Ｏｆｆｅｒ　Ｅｘｐａｎｄ—　境影响，价格便宜，适于微型化及工业应用．此外还　ｅｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅａｃｈ。Ｉ＆ＣＳ－ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴ１０Ｎ＆ＣＯＮ—　具有两个独特的特点：①传感器的探头可设计成很　ＴＲ０Ｌ　ＳＹｓＴＥＭＳ，ＭＡＲ　１９９７，７０（３）：４３—４６．　大的面积，可延伸到很长的距离，也可设计成任意形　１－５３　ＳｔｏｙａｎｏｖＨＹ　ＰｏｌａｉｒｚａｔｉｏｎＩｎｔｅｌ－Ｅｅｒｏｍｅｔｅｒ　ａｓ　ａＰｒｏ￣＇ｎｉｔｙ　Ｓｅｎｓｏｒ。　状．由于金属或导电物体可以传导电磁场信号，当探　ｐＯｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａｒ　１。２０００。３２（２）：１４７—１５２．　头连接或接近此类物体时，此类物体也成为探头，从　１－６３　Ｗｕ　Ｒｅｎｂｉａｏ，Ｒａｓｍｉ，Ｓｒｉｈａｒｉ，ＩＡ　Ｊｉａｎ，Ｃａｔｔａｆｅｓｔａ　ＩＩＩ，Ｌｏｕｉｓ　Ｎ，　而扩展探测范围．②由于低频电磁场穿透性强，传感　Ｓｈｅｐｌａｋ　Ｍａｒｋ，ＩＡ　Ｘｉ．Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｐｒｏ￣ｎｉｔｙ　Ｒａｎｇｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｐｒｅｓｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｅｃ￣＿ｓ。ⅡＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　器对物体的厚度敏感，且可透过物体进行探测．　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｖ　５２，ｎ　５，Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００３：１５９３—１６０．　其潜在的应用方向包括微机电测量系统　１－７３　Ｔｒｕｍｍｅｒ　Ｇ．Ｋｕｒｚｈａｌｓ　Ｃ，Ｇｅｈｒｉｎｇ　Ｒ，Ｌｅｉｓｔｎｅｒ　Ｄ，．Ｎｅｘｔ—Ｇｅｎ—　（ＭＥＭＳ），安保，标准化工业中的厚度监控，运动监　ｅｒａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　ａｎｄ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓｅｎｓｏｒｓ，Ｓｅｎｓｏｒｓ（Ｐｅｔｅｒｂｏｒ—　控及其它许多地方．　ｏｕｇｈ，ＮＨ），Ｍａｒｃｈ，２００４，２１（３）：１４—２１．　致谢：本文受重庆市科委自然科学基金项目（编　－Ｉ８］　Ｊｏｈｎ　Ｒｏｃｈｅ．Ｐｒｅｓｅｎｔ　Ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ａＭｘｗｅｌｌ　Ｓ　Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　Ｃｕｒ—　号８５７９），重庆市科委重点自然科学基金项目（编号　ｒｅｎｔ，Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９８，１９（２）：１５５—１６６．　［９］Ｊａｃｋｓｏｎ　Ｊ　ｎ　Ｍａｘｗｅｌｌ’Ｓ　ｉＤｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｒｅｖｉｓｉｔｅｄ，Ｅｕ—　８５７９）及重庆市教委项目（编号０１１６０９）资助．　ｏｒｐｅａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９９，２０：４９５—４９９．　参考文献：　－１１０］韩金学．位移电流和传导电流．辽宁大学学报（自然科学版），　２００１，２８（３）：２６０—２６２．　Ｅｌｉ　Ｐａｖｅｌ　Ｋｅｊｉｋ，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ　Ｋｌｕｓｅｒ，Ｒｏｇｅｒ　Ｂｉｓｃｈｏｆｂｅｒｇｅｒ，Ｐｏｐｏｖｉｃ　（上接第２４１３页）　Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｓｅｎｓｏｒ　ｗｉｔｈ　Ｄｒｉｆｔ　ｏＣｍｐｅｒｓａｔｅｄ　Ｈｉｇｈ－Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　３结　论　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ－Ｓｈｉｆｔ　ｅＤｔｅｃｔｉｏｎ　Ｉ－Ｊ］．Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，　本文利用温度补偿机制，通过将两个反向应变　１９９３，１８（１）：７２－７４．　［３］Ｊａｍｅｓ　Ｓ　Ｗ，Ｄｏｃｋｎｅｙ　Ｍ　Ｌ，Ｔａｔｍａ　Ｒ　Ｐ．Ｓｉｍｕｔａｎｅｏｕｓ　Ｉｎｄｅ—　的光纤布拉格光栅垂直固定于菱形框架上，设计了　ｐｅｎｄｅｎｔ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｕｓｉｎｇ　ｉｎ－ｆｉｂｅｒ　一种新颖的不受温度影响的双光纤布拉格光栅测应　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ　ｓｅｎｓｏｒｓ　－ＩＪ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，１９９６，３２（１２）：　变传感结构．推导了该传感机构的应变与布拉格波　１１３３—１１３４．　长相对位移量之间的关系，给出了应变灵敏系数的　［４］　Ｃａｖａｌｅｉｏｒ　Ｐ　Ｍ，Ａｒａｕｊｏ　Ｆ　Ｍ，Ｆｅｒｒｅｉｒａ　Ｌ八Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　解析表达式．实验表明此传感结构在０～０．８　ｍｍ的　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｔｒａｉｎ　ａｎｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｕｓｉｎｇ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇｓ　Ｗｒｉｔｔｅｎ　ｉｎ　Ｇｅｒｍａｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ　ａｎｄ　Ｂｏｒｏｎ－Ｃｏｄｏｐｅｄ　Ｇｅｒｍａｎｏｓｉｌｉ—　位移范围内，布拉格波长相对偏移量和应变之间具　ｃａｔｅ　Ｆｉｂｅｒｓ１，Ｊ］．Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｅｔｔ．，１９９９，１１（１２）：　有很好的线性度；在一２５℃～６０℃的温度范围内，传　１６３５—１６３７．　感机构不受温度影响．这种传感结构的应变灵敏系　Ｉ－５］余有龙，董孝义，谭华耀．免受温度影响的光纤光栅位移传感　数实验值为０．１７１　ｎｍ／／ｌｅ，比单光栅传感结构的应　器Ｉ－Ｊ］．光学学报，２０００，２０（４）：５３８—５４２．　变系数提高了一倍．此种传感结构在测量微小位移　１－６］Ｊｅｆｆ　Ｈｅｃｈｔ．Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　Ｆｉｂｅｒ　Ｏｐｔｉｃ　Ｉ－Ｍ］．人民邮电出版　社，２００４．　方面极有推广价值并有广泛的应用前景．　Ｉ－７］廖延彪．光纤光学Ｉ－Ｍ］．清华大学出版社，２０００．　参考文献：　Ｉ－８］吕辰刚，武星，葛春风，张瑞峰．关于光纤光栅应力传感及解　调的研究Ｉ－Ｊ］．传感技术学报，２００４，（１）：１４６—１４９．　１－１３　Ｍｅｌｔｚ　Ｇ，Ｍｏｒｅｙ　Ｗ　Ｗ，Ｇｌｅｎｎ　Ｗ　Ｈ．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔ—　［９］Ｘｕ　Ｍ　Ｇ，Ｄｏｎｇ　Ｌ，Ｒｅｅｋｉｅ　Ｌ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　Ｓｔｒａｉｎ　ｉｎｇｓ　ｉｎ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒｓ　ｂｙ　ａ　Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｅＳｎｓｏｒ　Ｕｓｉｇｎ　ａ　Ｃｈｉｒｐｅｄ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ　ｉｎ　Ｔａｐｅｒｅｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉ—　口］．Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，１９８９，１４（１５）：８２３—８２５．　ｂｅｒ　Ｉ－Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，１９９５，３１（１Ｏ）：８２３—８２５．　Ｅｚ］Ａ　Ｄ　Ｋｅｒｓｅｙ。Ｔ　Ａ　Ｂｅｒｋｏｆｆ，Ｍｏｒｅｙ　Ｗ　ｗ．Ｆｉｂｅｒ－Ｏｐｔｉｃ　Ｂｒａｇｇ