论文主要研究内容为中、高频光纤光栅加速度传感技术,具体研究目标是对称式柔性铰链光纤光栅加速度传感器,建立基于柔性铰链加速度传感器理论模型,解决现有光纤光栅加速度传感器测量频率范围小和灵敏度低的问题。光纤光栅加速度传感器作为一种无源器件,与电类传感器相比,具有抗电磁干扰、远传远输、适应恶劣工作环境等优点,但目前应用有限。究其原因:大多数传感器采用悬臂梁和金属膜片结构,且封装复杂,导致测量范围窄,特别是中、高频测量灵敏度较低,限制了其应用。柔性铰链作为一种传递运动的弹性元件,具有无摩擦、无磨损、易于加工、体积小、运动灵敏度高等诸多优点,将其用于光纤光栅加速度结构,能够提升传感器的性能,但现有柔性铰链光纤光栅加速度传感器在中、高频测量的灵敏度仍然不高。本文通过对柔性铰链和光纤光栅动态特性的系统研究,提出一种新型对称式柔性铰链光纤光栅加速度传感器模型,并对结构参数进行了优化。经实验室标定和第三方国家计量检定,研制的中频光纤光栅加速度传感器和高频光纤光栅加速度传感器,频率范围分别为10-1000 Hz和10-1500 Hz,灵敏度分别为46 pm/g和23 pm/g,线性度达到0.999以上,并且有良好的横向抗干扰能力。本文主要工作:(1)基于光纤传感原理和加速度传感器模型,研究光纤光栅加速度传感器的典型结构,系统分析了不同结构、封装方式对传感性能影响,提出了基于两点封装的对称式柔性铰链光纤光栅加速度传感器模型。(2)构建了对称式柔性铰链光纤光栅加速度传感器的力学模型,建立传感器的灵敏度和谐振频率的理论公式,讨论结构参数对传感器灵敏度和谐振频率的影响;并采用有限元方法对传感器进行模态分析和谐响应分析,验证了理论模型的有效性。(3)构建对称式柔性铰链光纤光栅加速度传感器的封装模型,并进行了系列的标定实验,包括传感器的灵敏度标定实验、幅频响应实验、横向抗干扰实验、温度系数标定实验。(4)将研制的光纤光栅加速度传感器用于轴承的检测,并与压电加速度传感器对比,实验结果表明传感器能有效识别了轴承的典型故障特征信号,满足了实际中、高频振动测试的需求。