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作者：刘安;王生;宋林;
单位：中国科学院空天信息创新研究院;中国科学院大学;
摘要：为了提高表贴式FBG传感器在平流层飞艇囊体材料上的应变传递效率，研究了表贴式FBG传感器在平流层飞艇囊体材料上的应变传递特性。针对FBG传感器与平流层飞艇囊体材料的结构特征，建立了“纤芯层-涂覆层-粘贴层-囊体材料层”4层应变传递简化模型，通过理论分析推导出了FBG传感器轴向应变传递函数，利用有限元方法验证了理论模型的合理性，详细分析了应变传递效率与包含涂覆层以及囊体材料基体在内的各层材料物理参数的关系，并定性分析了温度对应变传递的影响。通过控制变量法进行了应变测量实验，实验结果与理论模型误差在5%左右。研究结果表明，FBG传感器平均应变传递效率随涂覆层弹性模量、粘贴层的宽度、长度、剪切模量以及囊体材料弹性模量的增加而增加，随各层厚度的增加而减小。针对给定的平流层飞艇囊体材料参数，通过理论与仿真优化分析，给出了一组合适的传感器粘贴参数，经实测平均应变传递率可达95.393%。
关键词：光纤光栅传感器;;应变传递效率;;平流层飞艇;;囊体材料;;应变监测
基金资助：临近空间浮空器平台姿态自稳定与控制技术（E3BD201704）
