8。第一连接孔15、第二连接孔16、第三连接孔17和第四连接孔18与圆盘的中心距分别为20mm、30mm、40mm、50mm。悬臂梁9的轴线与电机3的轴线处于同一竖直平面上；悬臂梁9为等强度梁，长度为600mm，厚度为4mm，材料为硬铝合金LY12。光纤光栅传感器10的作用是采集悬臂梁9上光纤光栅传感器10所在位置的应变变化量。其型号为:FSSR5025。光纤光栅解调仪12的功能是将光纤光栅传感器10感知的应变变化量解调为光纤光栅传感器10的中心波长数据，其型号为FI220M。数据处理模块13的功能是:①使用光纤光栅传感器10的中心波长数据判断光纤光栅传感器10是否在正常工作状态。②存储光纤光栅传感器10的中心波长数据。
[0035]使用所述光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置测试光纤光栅传感器10疲劳寿命的具体操作步骤为:
[0036]步骤1:检测光纤光栅传感器10信号是否正常；如果正常，继续步骤2的操作。
[0037]步骤2:由于试验要求应变量值较大，因此轴14穿过偏心圆盘5的第四连接孔18，连杆连接器6通过轴14与偏心圆盘5连接，产生的应变值为2000 μ ε。
[0038]步骤3:将调速器2的输出置于0.5转/秒的状态，打开电机3开关。
[0039]步骤4:确定试验频率f和疲劳试验时间T，调整调速器2的输出频率为试验频率f，开始疲劳试验。
[0040]步骤5:在调速器2的控制下，电机3带动旋转轴4和偏心圆盘5做同轴旋转；悬臂梁9通过球形连接器8、连接杆7、连杆连接器6和轴14与偏心圆盘5连接，因此偏心圆盘5的转动带动悬臂梁9做周期性运动；光纤光栅传感器10实时将监测数据发送给光纤光栅解调仪12。
[0041]所述监测数据为悬臂梁9上光纤光栅传感器10所在位置的应变变化量。
[0042]步骤6:光纤光栅解调仪12实时将监测数据解调为光纤光栅传感器10的中心波长数据，并输出给数据处理模块13。
[0043]步骤7:数据处理模块13判断当前光纤光栅传感器10是否在正常工作状态。如果当前光纤光栅传感器10处于正常工作状态，则重复步骤5至步骤7的操作，直至到达疲劳试验时间T，结束试验；此时认为光纤光栅传感器10达到预期寿命。如果当前光纤光栅传感器10处于异常工作状态，则判断其未达到预期寿命，结束试验。
【主权项】
1.一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:其包括:底座(I)、调速器(2)、电机(3)、旋转轴(4)、偏心圆盘(5)、连杆连接器(6)、连接杆(7)、球形连接器(8)、悬臂梁(9)、光纤光栅传感器(10)、立柱(11)、光纤光栅解调仪(12)、数据处理模块(13)和轴(14); 底座(I)为一水平台面；立柱(11)与底座(I)垂直，并与底座(I)固定连接，底座(I)和立柱(11)构成所述光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置的支撑结构； 调速器⑵与电机⑶的输入端连接；电机⑶固定于底座⑴的上表面；电机⑶与偏心圆盘(5)通过旋转轴⑷固定连接，并且电机(3)、旋转轴(4)和偏心圆盘(5)均同轴；轴(14)穿过偏心圆盘(5)，并与偏心圆盘(5)固定连接；轴(14)的轴线与偏心圆盘(5)的轴线平行；连杆连接器(6)的一端与轴(14)固定连接，连杆连接器(6)的另一端与连接杆(7)的一端固定连接；连接杆(7)的另一端与球形连接器(8)的下端连接；球形连接器(8)的上端与悬臂梁(9)的一端连接；悬臂梁(9)的另一端固定在立柱(11)的上部；光纤光栅传感器(10)固定于悬臂梁(9)上；光纤光栅传感器(10)的输出端与光纤光栅解调仪(12)的输入端连接；光纤光栅解调仪(12)的输出端与数据处理模块(13)的输入端连接。
2.如权利要求1所述的一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:当所述轴(14)与偏心圆盘(5)的圆心同高时，悬臂梁(9)处于水平位置。
3.如权利要求1或2所述的一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:所述调速器⑵的作用是控制电机⑶的转速。
4.如权利要求1或2所述的一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:所述光纤光栅传感器(10)的作用是采集悬臂梁(9)上光纤光栅传感器(10)所在位置的应变变化量。
5.如权利要求1或2所述的一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:所述光纤光栅解调仪(12)的功能是将光纤光栅传感器(10)感知的应变变化量解调为光纤光栅传感器(10)的中心波长数据。
6.如权利要求1或2所述的一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:所述数据处理模块(13)的功能是:①使用光纤光栅传感器(10)的中心波长数据判断光纤光栅传感器(10)是否在正常工作状态；?存储光纤光栅传感器(10)的中心波长数据。
7.如权利要求1或2所述的一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:所述悬臂梁(9)的轴线与电机(3)的轴线处于同一竖直平面上。
8.如权利要求1或2所述的一种光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置，其特征在于:所述偏心圆盘(5)的圆心与轴(14)的中心轴的距离越小，对悬臂梁(9)产生的应变越小；偏心圆盘(5)的圆心与轴(14)的中心轴的距离越大，对悬臂梁(9)产生的应变越大。
9.使用如权利要求1或2所述的光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置测试光纤光栅传感器(10)疲劳寿命的具体操作步骤为: 步骤1:检测光纤光栅传感器(10)信号是否正常；如果正常，继续步骤2的操作； 步骤2:根据试验需求，确定偏心圆盘(5)的圆心与轴(14)的中心轴的距离； 步骤3:将调速器⑵的输出置于(0，0.5]转/秒的状态，打开电机(3)开关； 步骤4:确定试验频率f和疲劳试验时间T，调整调速器(2)的输出频率为试验频率f，开始疲劳试验； 步骤5:在调速器(2)的控制下，电机(3)带动旋转轴⑷和偏心圆盘(5)做同轴旋转；悬臂梁(9)通过球形连接器(8)、连接杆(7)、连杆连接器(6)和轴(14)与偏心圆盘(5)连接，因此偏心圆盘(5)的转动带动悬臂梁(9)做周期性运动；光纤光栅传感器(10)实时将监测数据发送给光纤光栅解调仪(12); 所述监测数据为悬臂梁(9)上光纤光栅传感器(10)所在位置的应变变化量； 步骤6:光纤光栅解调仪(12)实时将监测数据解调为光纤光栅传感器(10)的中心波长数据，并输出给数据处理模块(13); 步骤7:数据处理模块(13)判断当前光纤光栅传感器(10)是否在正常工作状态；如果当前光纤光栅传感器(10)处于正常工作状态，则重复步骤5至步骤7的操作，直至到达疲劳试验时间T，结束试验；此时认为光纤光栅传感器(10)达到预期寿命；如果当前光纤光栅传感器(10)处于异常工作状态，则判断其未达到预期寿命，结束试验。
【专利摘要】本发明涉及光纤光栅传感器疲劳寿命测试装置及方法，属传感器测试技术领域。立柱11与底座1垂直连接；调速器2与电机3连接；电机3固定于底座1的上表面；电机3与偏心圆盘5通过旋转轴4同轴连接；连杆连接器6的一端通过轴14与偏心圆盘5固定连接；另一端与连接杆7的一端固定连接；连接杆7的另一端与球形连接器8的下端连接；球形连接器8的上端与悬臂梁9的一端连接；悬臂梁9的另一端固定在立柱11的上部；光纤光栅传感器10的输出端与光纤光栅解调仪12的输入端连接；光纤光栅解调仪12的输出端与数据处理模块13的输入端连接。本发明结构简单、操作方便、制作容易，并且测试精度高。
【IPC分类】G01D18-00
【公开号】CN104677408
【申请号】CN201510104482
【发明人】宋昊, 王文娟, 王洋, 吴天
【申请人】中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月10日