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航空航天、石油化工等高温环境下的应变测量一直都是测量领域的研究热点。不同于常规的应用环境,航空航天等领域中大型设备高温下的应变监测往往布点密集、测试系统庞杂。同时,恶劣的高温环境会影响传统电类传感器和测量仪表的性能,甚至使其损坏。光纤传感器体小质轻、抗电磁干扰、耐腐蚀、易于串联复用,在结构健康监测中得到了广泛的关注和研究,在大型结构的高温应变监测中也有广阔的应用前景。但是目前常用于应变测量的光纤法布里-珀罗传感器(Fabry-Perot interferometer Sensor,F-P)和光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)存在温度应变交叉敏感、测量量程有限和高温环境下机械强度下降等问题,很大程度限制了高温领域光纤传感技术的发展。因此,研究基于光纤传感的高温应变一体化、高温环境下大应变测量技术具有十分重要的意义。课题基于以上背景,研发了一种“外腔式F-P/再生FBG”(EFPI/RFBG)的复用传感器,对高温环境中的温度和应变双参量进行同时测量,制备的传感器具有应变测量量程大、应用温度高等优势。本论文的主要研究工作以及取得的成果如下:首先,对国内外的F-P应变传感器、耐高温FBG温度传感器以及F-P与FBG复用传感器的研究现状进行了调研,对前人的研究成果进行了总结分析,确定了使用EFPI/RFBG复用传感器测量大型结构的高温大应变为课题的研究方向。其次,考虑到常规的FBG在高温环境下的衰退特性,采用耐高温RFBG作为复用传感器中的温度补偿元件。分析了RFBG的形成机理以及提高其反射强度的方法,对RFBG的温度传感特性、波长重复性以及波长和光强衰退特性展开了相关研究。经过4次18℃到1000℃高温循环退火后,RFBG的波长误差为3pm,1000℃下波长长期稳定性误差仅为2.2pm。最后,设计了一种大应变量程的EFPI/RFBG复用传感器,并测试了其在常温和高温环境下的应变传感特性,传感器的温度测量误差仅为0.67%,测量到的最大应变值为17448.6με,并通过有限元分析验证了测量的准确性。同时利用EFPI/RFBG复用传感系统对某复合材料的大型模型进行了高温热结构的实际测试,对这一新型传感器进行了验证。