重型数控机床底座、导轨等大型结构因其自身结构的限制,在受到载荷后易产生弯曲变形从而引起表面线性度改变,最终影响零件的加工精度。在此过程中,曲率作为最直观的弯曲变形参数,对其进行实时监测并及时分析结构变形状态,不仅可以提前做好设备的维护调整工作,而且可以确保加工持续进行来提高生产效率。相对于其他电类传感器,光纤布拉格光栅(FBG)独特的材质和良好的机械性能使其在大型结构变形检测方面有着重要地位,但是FBG在实际应用中存在着灵敏度较低、应力和温度交叉敏感等问题,这也使得如何改善这些问题成为研究难点。为了避免测量曲率时出现以上问题,本文针对结构弯曲变形曲率测量设计了一种FBG复合曲率传感器,并且以底座类梁式结构为实验对象对其表面曲率进行分布式测量,最后对其表面曲线进行重构验证。本文具体内容分为FBG复合曲率传感器设计、结构表面曲率算法研究以及实验验证三部分。FBG复合曲率传感器设计时,首先结合FBG传感原理选取合适的封装模型,然后对比传统的曲率测量理论,提出了一种新的在结构侧面分布式测量应变的理论来测量结构表面曲率。这一方法可以避免找寻结构中性层位置这个最大难点;同时引入温度补偿理论,通过两个FBG同时测量消除温度对FBG的影响。传感器结构模型建立后,然后根据应变传递规律对传感器弹性体结构的相关尺寸进行参数优化,最后通过仿真和实验分别对传感器动态特性、静态特性以及温度特性进行对比分析来评价其实用性能。结构表面曲率算法研究时,通过分析结构变形曲率影响因素对其表面板件单元进行模型简化,然后根据不同的边界约束找到对应的边界关系,建立直角坐标系构建结构表面基本方程并推导出与曲率相关的表面挠曲线方程,最后通过结构变形仿真分析得出应变曲率递推算法实现表面曲线重构。在最后的实验过程中,首先确定实验所需复合曲率传感器的相关参数,弹性体加工完成后进行FBG统一封装并对复合传感器进行相关参数标定,然后通过合理的测量方案以特定结构为实验对象进行曲率监测并对变形表面重构,最后分析实验结果分别对复合传感器性能和重构方法做出评估。