机械工程中测量轧制力的方法有两种:应力测量法和传感器测量法.应力测量法,由于中性面难以确定及四个立柱受力不均等因素,有时引起较大误差.传感器测量法,测力传感器分为电容式、压磁式、电阻应变式.其中以电阻应变式为主流,但它的测量精度易受电磁、温漂等因素干扰.该文设计了一种微分干涉式光纤应变传感器,通过测量轧机内安装的弹性元件的应变来测量轧制力,其结构简单,精确度及灵敏度高,易于安装与使用.微分干涉式光纤应变传感系统由传感头、光路、光电转换电路、信号处理电路组成.该系统以安装于轧机内的弹性元件为第一敏感元件,把它的形变转换为光纤的应变,来调制光的相位.文中介绍了调制原理、选择弹性元件的原则,推导了传感头的数学模型.光相位的检测是采用萨格纳克微分干涉仪来实现的.文中设计了应用于该系统的干涉仪结构,推导了光路的数学模型.该干涉仪使调制相位被压缩了上百倍,提高了线性度,扩大了动态测量范围.对光强信号的检测,文中设计了集光电检测、电流-电压转换为一体的前置放大电路,提高电路性能的滤波电路,解相位压缩的积分电路.在完成系统设计和元件优化选择后,以压电陶瓷替代轧机内的弹性元件,通过在其内外表面加驱动电压使其产生变形,用上述微分干涉式传感器测量该应变.实验表明,该文的设计是正确的、可行的.其精度达到了灵敏度为0.15V/με.该系统还适用于其他场合的动态应变、应力的测量,对环境噪声具有较好的抑制作用.