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振动普遍存在于机械设备、建筑结构中,异常的振动往往容易造成设备故障或者结构失效,因此建立设备及结构的在线监测系统,对设备及结构的振动监测具有重大意义。相比于传统的电类传感器,光纤Bragg光栅(FBG)传感器具有远传远输、在线监测、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,为实现振动的在线监测提供有利条件。本文以一种基于圆弧柔性铰链的链式FBG加速度计为研究对象,对其工作原理以及理论分析进行了详细的研究,并在此基础上研制了一款中频加速度计。本文的主要工作内容与结果如下:(1)设计了一种基于圆弧柔性铰链的链式FBG加速度计,对加速度计的工作原理进行了介绍,并通过一定的简化处理,使用动力学普遍方程和传递矩阵法分别对该加速度计的固有频率和加速度灵敏度进行了分析,得到了两种不同理论模型下的固有频率和加速度灵敏度参数的计算方法,为加速度计的理论分析与设计提供了理论依据。(2)根据传递矩阵法得到的理论模型,分析了不同结构参数对加速度计的固有频率和灵敏度的影响,设计了一款中频加速度计,通过有限元分析软件ANSYS对固有频率、灵敏度和等效应力进行了分析,以判断两种加速度计理论模型的优劣。有限元分析结果表明加速度计的固有频率约为1829 Hz,灵敏度约为33.7 pm/g,且在频率测量范围内,1 g(9.8 m/s~2)加速度载荷作用下的最大等效应力约为0.37 MPa。(3)对所设计的基于圆弧柔性铰链的链式FBG加速度计进行了封装和测试。通过测试实验得到了FBG加速度计的频率响应曲线,并测试了其灵敏度。接着对加速度计的横向抗干扰特性和阻尼特性进行了测试。测试结果表明,加速度计的固有频率约为1850 Hz,灵敏度约为23.99 pm/g,交叉轴灵敏度低于13.8%,使用阻尼密封可以有效改善加速度计的频率响应曲线以及起到保护缓冲作用。(4)对于所设计的中频加速度计,使用动力学普遍方程的理论模型,计算得到其固有频率约为2187 Hz,灵敏度约为23.93 pm/g;使用传递矩阵法的理论模型,计算得到其固有频率约为1935 Hz,灵敏度约为29.68 pm/g。有限元分析结果与测试结果均表明,两种理论模型对于FBG加速度计的固有频率和灵敏度分析都具有一定的准确性。