【技術實現步驟摘要】
本公開涉及傳感器，尤其涉及一種光纖傳感器及摩擦系數的測量方法。
技術介紹
1、壓力傳感器是一種能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置，壓力傳感器一般可分為應變傳感器、壓電傳感器、電容式壓力傳感器和薄膜傳感器等；剪切力傳感器一般分為磁阻傳感器和電容式傳感器，磁阻傳感器中附著在磁性材料上的物體會隨著施加到傳感器上的剪切力發生位移，從而導致磁場發生變化；電容式傳感器中的電容器的容值會隨著施加到傳感器上的剪切力發生變化，從而測量剪切力。
2、然而，相關技術中的壓力傳感器只能測量壓力，剪切力傳感器只能測量剪切力。
3、需要說明的是，在上述
技術介紹
部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
技術實現思路
1、本公開實施例提供一種光纖傳感器及摩擦系數的測量方法，該光纖傳感器可以同時測量施加在光纖傳感器上的壓力和剪切力。
2、本公開的其他特性和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本公開的實踐而習得。
3、本公開實施例提供一種光纖傳感器，包括：基體、第一光纖光柵傳感單元、第二光纖光柵傳感單元和第三光纖光柵傳感單元；其中，所述基體為立方體，所述基體具有第一側面、第二側面和第三側面，所述第一側面和所述第二側面相互平行，所述第三側面分別與所述第一側面和所述第二側面垂直；所述第一光纖光柵傳感單元穿過所述第一側面的中心和所述第二側面的中心；所述第二
4、在本公開一些示例性實施例中，所述光纖傳感器還包括：溫度光纖光柵傳感單元，所述溫度光纖光柵傳感單元的一端設置于所述第一側面或第二側面的中心，用于測量環境溫度。
5、在本公開一些示例性實施例中，所述基體還包括與所述第三側面平行的第四側面；所述光纖傳感器還包括：第四光纖光柵傳感單元和第五光纖光柵傳感單元；其中，所述第四光纖光柵傳感單元和所述第五光纖光柵傳感單元均與所述第一側面平行；所述第四光纖光柵傳感單元傾斜穿過所述第三側面和所述第四側面，所述第五光纖光柵傳感單元傾斜穿過所述第三側面和所述第四側面；所述第四光纖光柵傳感單元在所述第一側面的投影和所述第五光纖光柵傳感單元在所述第一側面的投影，沿所述第一側面的橫中線對稱；所述第一光纖光柵傳感單元、所述第二光纖光柵傳感單元、所述第三光纖光柵傳感單元、所述第四光纖光柵傳感單元和所述第五光纖光柵傳感單元用于同時測量施加在所述基體上的壓力和剪切力。
6、在本公開一些示例性實施例中，當環境溫度發生變化時，所述溫度光纖光柵傳感單元產生目標波長偏移；根據所述目標波長偏移和所述溫度光纖光柵傳感單元的溫度系數，確定環境溫度變化值；根據所述環境溫度變化值和初始環境溫度，確定當前環境溫度。
7、在本公開一些示例性實施例中，所述光纖傳感器還包括：第一墊圈、第二墊圈、第三墊圈、第四墊圈、第五墊圈和第六墊圈；所述第一墊圈設置于所述第一光纖光柵傳感單元與第一側面的相交處；所述第二墊圈設置于所述第一光纖光柵傳感單元與第二側面的相交處；所述第三墊圈設置于所述第二光纖光柵傳感單元與第一側面的相交處；所述第四墊圈設置于所述第二光纖光柵傳感單元與第二側面的相交處；所述第五墊圈設置于所述第三光纖光柵傳感單元與第一側面的相交處；所述第六墊圈設置于所述第三光纖光柵傳感單元與第二側面的相交處；在測量所述壓力和所述剪切力時，所述第一墊圈和所述第二墊圈用于拉伸所述第一光纖光柵傳感單元；在測量所述壓力和所述剪切力時，所述第三墊圈和所述第四墊圈用于拉伸所述第二光纖光柵傳感單元，或者，所述第五墊圈和所述第六墊圈用于拉伸所述第三光纖光柵傳感單元。
8、在本公開一些示例性實施例中，當所述基體上同時施加壓力和剪切力時，所述第一光纖光柵傳感單元產生第一波長偏移，所述第二光纖傳感單元或所述第三光纖傳感單元產生第二波長偏移；根據所述第一波長偏移、所述第二波長偏移和預設系數，確定所述壓力和所述剪切力的大小。
9、在本公開一些示例性實施例中，所述預設系數在所述光纖傳感器的標定過程中確定；其中，在所述光纖傳感器的標定過程中，在所述基體上同時施加已知壓力和已知剪切力，所述第一光纖光柵傳感單元產生第三波長偏移，所述第二光纖傳感單元或所述第三光纖傳感單元產生第四波長偏移；根據所述已知壓力、所述已知剪切力、所述第三波長偏移和所述第四波長偏移，確定所述預設系數。
10、在本公開一些示例性實施例中，所述基體由柔性聚合物材料制成。
11、在本公開一些示例性實施例中，所述第一光纖光柵傳感單元、所述第二光纖光柵傳感單元和所述第三光纖光柵傳感單元均為周期小于1μm的短周期光纖光柵。
12、本公開提供一種摩擦系數的測量方法，包括：使用如上述任一種光纖傳感器，獲得施加在目標物體上的壓力和剪切力；根據施加在所述目標物體上的所述剪切力和所述壓力的比值，確定所述目標物體的摩擦系數。
13、本公開實施例提供的光纖傳感器，通過水平設置第一光纖光柵傳感單元，傾斜且對稱設置第二光纖光柵傳感單元和第三光纖光柵傳感單元，使得光纖光柵傳感單元的中心波長變化對壓力和剪切力敏感，從而可以同時測量施加在光纖傳感器上的壓力和剪切力。
14、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。
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1.一種光纖傳感器，其特征在于，包括：基體、第一光纖光柵傳感單元、第二光纖光柵傳感單元和第三光纖光柵傳感單元；
2.根據權利要求1所述的光纖傳感器，其特征在于，還包括：溫度光纖光柵傳感單元，所述溫度光纖光柵傳感單元的一端設置于所述第一側面或第二側面的中心，用于測量環境溫度。
3.根據權利要求1或2所述的光纖傳感器，其特征在于，所述基體還包括與所述第三側面平行的第四側面；所述光纖傳感器還包括：第四光纖光柵傳感單元和第五光纖光柵傳感單元；
4.根據權利要求2所述的光纖傳感器，其特征在于，當環境溫度發生變化時，所述溫度光纖光柵傳感單元產生目標波長偏移；根據所述目標波長偏移和所述溫度光纖光柵傳感單元的溫度系數，確定環境溫度變化值；根據所述環境溫度變化值和初始環境溫度，確定當前環境溫度。
5.根據權利要求1所述的光纖傳感器，其特征在于，還包括：第一墊圈、第二墊圈、第三墊圈、第四墊圈、第五墊圈和第六墊圈；
6.根據權利要求1或5所述的光纖傳感器，其特征在于，當所述基體上同時施加壓力和剪切力時，所述第一光纖光柵傳感單元產生第一波長偏移
7.根據權利要求6所述的光纖傳感器，其特征在于，所述預設系數在所述光纖傳感器的標定過程中確定；
8.根據權利要求1-7任一項所述的光纖傳感器，其特征在于，所述基體由柔性聚合物材料制成。
9.根據權利要求1-7任一項所述的光纖傳感器，其特征在于，所述第一光纖光柵傳感單元、所述第二光纖光柵傳感單元和所述第三光纖光柵傳感單元均為周期小于1μm的短周期光纖光柵。
10.一種摩擦系數的測量方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種光纖傳感器，其特征在于，包括：基體、第一光纖光柵傳感單元、第二光纖光柵傳感單元和第三光纖光柵傳感單元；
2.根據權利要求1所述的光纖傳感器，其特征在于，還包括：溫度光纖光柵傳感單元，所述溫度光纖光柵傳感單元的一端設置于所述第一側面或第二側面的中心，用于測量環境溫度。
3.根據權利要求1或2所述的光纖傳感器，其特征在于，所述基體還包括與所述第三側面平行的第四側面；所述光纖傳感器還包括：第四光纖光柵傳感單元和第五光纖光柵傳感單元；
4.根據權利要求2所述的光纖傳感器，其特征在于，當環境溫度發生變化時，所述溫度光纖光柵傳感單元產生目標波長偏移；根據所述目標波長偏移和所述溫度光纖光柵傳感單元的溫度系數，確定環境溫度變化值；根據所述環境溫度變化值和初始環境溫度，確定當前環境溫度。
5.根據權利要求1所述的光纖傳感器，其特征在于，還包括：第一墊...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陶肖明，樸金麗，楊寶，
申請(專利權)人：香港紡織及成衣研發中心，
類型：發明
國別省市：
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