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摘要
针对现有光纤压力传感器压力监测范围小、灵敏度低、成本高的问题，设计了一种改进型光纤压力传感器。在悬臂梁粘贴一支应变光纤光栅，悬空一支温度光纤光栅（使其不受应力）。悬臂梁下方的限位罩将弹簧、波纹管压罩、波纹管罩于其内部，限位罩内侧上平面与弹簧上平面接触，弹簧下平面与波纹管压罩接触。当外界压力通过波纹管底部的管道到达波纹管时，高压使其产生轴向的形变，进而压缩弹簧，最终弹簧发生形变，将力传至悬臂梁，改变应变光纤光栅的受力情况。在单层波纹管增加了劲度系数更大的弹簧，以限制外界产生压力时单层波纹管发生形变，使波纹管与弹簧共同传递压力到悬臂梁。实验结果表明：改进后传感器的压力监测量程为0～5 MPa，相比改进前提升5倍，传感器的灵敏度为0.379 98 nm/MPa，测量误差在0.02 MPa之内。将改进后的压力传感器应用于某井下输水管道进行验证，结果表明：与高精度电子压力计测量结果相比，该传感器的压力解调误差在0.02 MPa之内。
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