Details

Subject of study. A method for calibrating temperature sensors and stress sensors based on fiber Bragg grating sensors. Purpose of the work. Comparison of the efficiency of various sensor calibration methods, in particular hardware-based methods based on strain gauges with a sensitive element in the form of a metal foil, an extensometric device, and software-based methods based on the correlation of recorded digital images. Method. The strain calibration experiments were conducted on metallic and laminated carbon/epoxy specimens in four monotonic tensile tests. Additionally, the temperature calibration for fiber Bragg grating sensors was carried out using a controlled oven. Main results. The digital image correlation method showed greater deviation than the other methods, which could be due to the lower sensitivity of this method to such a range of strains in this special test. The results show remarkable conformity between fiber Bragg grating sensors and strain gauge data. The strain and temperature sensitivities of 0.85 pm/mue and 11.9 pm/degree are obtained for the used sensors, respectively. Practical significance. Calibration of fiber Bragg grating sensors, before installing and embedding into the structures, to temperature and strain using a reliable method has always been one of the concerns of active researchers in this field. This article has compared mechanical and optical methods in the same tests.

Предмет исследования. Методика калибровки сенсоров температуры и механических напряжений на основе волоконных датчиков с брэгговской решеткой. Цель исследования. Cравнение эффективности различных методов калибровки сенсоров, в частности, аппаратных, основанных на тензометрических датчиках с чувствительным элементом в виде металлической фольги, экстензометрическом устройстве и программным, основанным на корреляции регистрируемых цифровых изображений. Метод. Выявление оптимального метода калибровки сенсоров на основе волоконных брэгговских решеток посредством сравнения результатов натурных экспериментов по калибровке при использовании аппаратных сенсоров деформации (при четырех испытаниях на растяжение металлических и композитных (углеродно-эпоксидные слои смол) образцов с результатами калибровки методом корреляции цифровых изображений, при этом для калибровки волоконных датчиков как сенсоров температуры использовалась лабораторная печь с управляемым режимом работы. Основные результаты. Метод калибровки посредством цифровой корреляции изображений показал значительно большую погрешность по сравнению с аппаратными методами. Установлено, что оптимальным по критерию погрешности калибровки является метод с использованием тензометрического датчика с чувствительностью к механическому напряжению и температуре 0,85 пм/мюe и 11,9 пм/град соответственно. Практическая значимость. Установлено превосходство метода калибровки с использованием аппаратных средств (тензометрический датчик с найденными параметрами) чувствительных элементов датчиков механического напряжения и температуры на основе волоконных брэгговских решеток по сравнению с программным методом корреляции цифровых изображений.

Оптический журнал = Journal of optical technology: научно-технический журнал / Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики. — Санкт-Петербург: Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова, 2024 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 12 раз в год. — Размещен на платформе: eivis.ru: https://eivis.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://eivis.ru/browse/publication/413626>.

Оптический журнал = Journal of optical technology: научно-технический журнал. — Санкт-Петербург: Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова, 2024 -. № 1, 2026. — (12 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://eivis.ru/browse/issue/18083818/udb/12>.