本文聚焦于利用光纤布拉格光栅（FBG）应变传感器测量高温合金和陶瓷基复合材料的应变特性，并通过与电阻应变片的对比验证其有效性。应变测试对材料结构设计、寿命评估至关重要，传统电阻应变片虽精度较高，但易受温度、电磁干扰影响，且无法实现分布式或内部应变测量，而FBG传感器凭借高精度、耐腐蚀、可植入等优势，在多领域应用广泛。
来源《利用ＦＢＧ传感器测试高温合金和陶瓷基复合材料的应变》
FBG的工作原理基于布拉格衍射：宽带激光入射时，满足条件的光波形成反射峰，应变会改变光栅周期和纤芯有效折射率，导致反射峰中心波长漂移，通过监测波长变化量，结合应变灵敏度系数可反演应变值。
实验中，FBG传感器采用特殊设计：主体为37mm×8mm×0.8mm的不锈钢基片，含对称镂空弹簧结构，应变主要作用于弹簧处。测试时，将FBG传感器与电阻应变片分别粘贴在两种材料试件正反面：高温合金采用焊接固定FBG，陶瓷基复合材料采用胶粘固定；同时使用力学试验机施加载荷，通过FBG解调仪和应变测试仪实时采集数据，采样频率均为10Hz。
来源《利用ＦＢＧ传感器测试高温合金和陶瓷基复合材料的应变》
结果显示：高温合金为各向同性材料，在载荷作用下应变线性变化，FBG与电阻应变片测量结果吻合度高，最大偏差±20με，相对偏差仅0.47%；陶瓷基复合材料因各向异性及结构不均，两者偏差较大，最大±50με，相对偏差1.4%，主要源于材料非均匀形变及传感器尺寸差异导致的平均应变测量偏差。
高温合金件测试数据与FBG应变测量偏差
陶瓷基复合材料测试数据与FBG应变测量偏差
综上，FBG应变传感器在一定应变范围内可替代电阻应变片实现材料应变测量，尤其适用于均匀材料的精准监测，为高温合金等材料的应变测试提供了可靠新方案。
