沥青路面用光纤光栅应变传感器的标定方法

摘要

沥青路面用光纤光栅应变传感器的标定方法，它涉及一种传感器的标定方法。本发明解决了现有的沥青路面用传感器标定方法没有考虑传感器自身的存在对被测沥青路面材料应变的影响、致使修正后的数值无法反应实际应变的动态本质、被测材料的粘弹特性问题。本方法的主要步骤为：光纤光栅应变传感器的植入与沥青混合料成型、外接高精度位移计的安装、光纤光栅应变传感器实测数据的采集、高精度位移计的测得数据的采集、光纤光栅应变传感器数据的标定。本发明的优点在于将传感器植入圆柱体试件中，通过外界高精度位移传感器数据计算得到的应变修正植入的光纤光栅应变传感器的采集数据。

主权项

1.一种沥青路面用光纤光栅应变传感器的标定方法，其特征在于：所述方法的具体过程为：步骤一、光纤光栅应变传感器的植入与沥青混合料成型：将光纤光栅应变传感器植入装有沥青混合料的成型模具内形成圆柱体试件；压实成型模具内的沥青混合料使其真实模拟待测的沥青路面；步骤二、外接高精度位移计的安装：圆柱体试件的侧壁上均布刻有与高精度位移计数量一致洞口，将多个高精度位移计均布一一安装在所述洞口内；步骤三、光纤光栅应变传感器实测数据的采集：采用连续的正弦波荷载对圆柱体试件施加动态荷载并控制荷载的幅值；通过与光纤光栅应变传感器连接的光栅解调仪，在加载的同时记录相应的传感器数据；步骤四、高精度位移计的测得数据的采集，将多个高精度位移计连接线连接于数据采集设备上，在加载的同时记录相应的位移数据；步骤五、试验条件的选择：上述试验选择与沥青混合料动态模量相同的试验条件，即在5个温度下进行，分别为4℃、15℃、25℃、40℃和55℃，在每一个温度下，又采用7个不同加载频率：25Hz、20Hz、10Hz、5Hz、1Hz、0.5Hz和0.1Hz进行分别测定；试验时间为相应频率下20个周期荷载时间；步骤六、光纤光栅应变传感器数据的标定：a.固定温度单一频率下的数据标定，以最后10个周期的传感器与位移计数据序列为基准进行标定；通过高精度位移计、光纤光栅应变传感器得到的两组数组分别为：x_i(i＝1，2，3，…，n-1，n)，y_i(i＝1，2，3，…，n-1，n)，其中n＝10f₁/f₂，f₁为采样频率，f₂为加载频率；高精度应变计数据除以试件高度得到基准应变数据序列z_i＝x_i/H(i＝1，2，3，…，n-1，n)，通过调整比例系数使得传感器数据数列与高精度位移计数据序列均方差满足设定要求$\mathrm{RMSE}=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{[z_i\left(t\right)-y_i\left(t\right)]}^2}\le \left[\zeta \right],$得到该温度及频率条件下的修正系数r_ij，以此类推，得到该温度不同频率下的修正系数序列r_ij(j＝1，2，3…7)，分别对应25Hz、20Hz、10Hz、5Hz、1Hz、0.5Hz和0.1Hz 7个不同加载频率；b.将所述的修正系数r_ij乘以相应的y_i就得到反应待测路面结构的真实受力状态修正后的测量值。