该产品为无缝钢管封装的光纤光栅固体表面压力传感器，别名：FBG应力传感器，笔式力传感器，笔式测力计，光纤光栅测力笔，光纤光栅三维力传感器、FBG三维力、三轴力光纤传感器、笔式测力仪、光纤测力探头、硬质合金力传感器。产品功能：对于固体表面、皮具等材料的压力、应力、压强微小变化的手持式测量。本产品为定制产品，可接受订制。
1. 产品概述 (Product Overview)
OFSCN® 光纤光栅三维力传感器是一款基于光纤布拉格光栅（FBG）传感技术的高精度、多轴力测量产品。该传感器采用紧凑可靠的笔式结构设计，能够对作用于传感单元上的三维（Fx, Fy, Fz）方向的力进行实时、高精度测量。
其独特的传感结构设计结合硬质合金基底材料，确保了传感的高灵敏度和长期稳定性。外侧无缝钢管封装提供了坚固的机械保护，使其适用于需要精细力测量或电磁干扰环境下的各类应用，如医疗手术机器人、精密装配、触觉反馈系统等。
可广泛应用于工业设备、固体材料、金属、皮具等领域的受力测量。
2.1 结构描述
- 整体结构： 传感器整体采用笔式结构设计，默认长度15 CM。
- 外部保护： 外侧采用直径 4mm 的无缝钢管，主要作用是供用户握持和对内部核心传感单元提供可靠的机械和环境防护。
- 传感单元： 核心传感单元采用硬质合金棒作为基底材料，保障了高刚度和低蠕变特性。
- 光纤配置： 沿基底材料的圆周方向，间隔120度均匀纵向布置了3根光纤光栅。
- 测量段： 每根光纤光栅上均设置一个力测量段，用于感应基底材料因受力而产生的应变。
- 引出尾纤与接口： 3根光纤光栅的尾纤均采用无缝钢管封装引出，确保光纤免受侧向应力影响，终端接头类型为 FC/APC。
2.2 工作原理
当传感器尖端受到三维空间力作用时，硬质合金基底材料会在 Fx, Fy, Fz 三个方向上产生复杂的应变场。由于3根光纤光栅的位置和方向相互独立（120度间隔），它们各自感受到的轴向应变不同，从而导致3个光纤光栅的布拉格波长（λ1, λ2, λ3）发生独特的漂移。
通过光纤解调仪读取3个波长的变化量，并结合出厂时给出的三方向力与波长的标定系数，即可实现三轴力的精确解耦计算，获得施加在传感器上的Fx, Fy, Fz分量。
3. 主要技术参数
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参数 |
规格 |
备注 |
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产品品牌 |
OFSCN® |
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产品名称 |
光纤光栅三维力传感器 |
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结构形式 |
笔式结构 |
紧凑型设计 |
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外径 |
4 mm |
无缝钢管保护 |
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主体长度 |
15 CM |
其他长度可根据需求定制 |
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传感基底材料 |
硬质合金棒 |
高刚度、高稳定性 |
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光纤光栅数量 |
3 根 |
沿圆周120度间隔纵向布置 |
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测量方向 |
三维力 (Fx, Fy, Fz) |
提供三方向力与波长标定系数 |
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光纤引出方式 |
无缝钢管封装引出 |
独立封装，提高可靠性 |
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光纤接头类型 |
FC/APC |
标准光纤通信接口 |
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常规使用温度 |
-20℃ - 50℃ |
更高温度需定制 |
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存储温度 |
-40℃ - 75℃ |
注：本规格书所述参数为默认配置，可根据用户具体应用需求进行调整和定制。
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| 北诺®光纤光栅固体表面压力传感器结构图 |
光纤光栅固体表面压力传感器总体概况：
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品牌 |
北诺、OFSCN |
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产品名称 |
北诺®光纤光栅固体表面压力传感器 |
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产品型号 |
OFSCN-FBG-1500-P1-FC/APC-20CM（型号众多，仅为示例） |
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产品结构： 预制光纤接头+双层无缝钢管+单点光纤光栅（中间处）+尾端密封 |
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※长度范围 |
几厘米至0.3米（具体长度需视库存与需求而定） |
所用光纤光栅参数：
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| 北诺®光纤光栅固体表面压力传感器常温用光纤光栅 |
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| 北诺®光纤光栅固体表面压力传感器高温用光纤光栅 |
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光纤光栅类型 |
紫外/飞秒/拉丝塔光栅（视待测应变量范围与工作温度而定） |
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中心波长 |
常规1525nm至1565nm（其它波长可定制） |
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反射率 |
10%至99% |
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压力分辨率 |
需直接沟通 |
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测力范围 |
需直接沟通 |
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※光纤光栅可选项 |
参数众多，需直接沟通 |
光纤光栅固体表面压力传感器接头指标：
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光纤接头类型 |
FC/ST/SMA光纤接口 |
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端面类型 |
APC |
PC |
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插芯材料 |
陶瓷 |
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插入损耗 |
<0.2db |
<0.2db |
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回波损耗 |
>-60db |
>-40db |
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储存环境 |
-40℃to+85℃ |
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工作环境 |
-40℃to+75℃ |
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※光纤接头可选项 |
FC/APC、FC/PC可选耐高温接头，耐高温接头材料可耐300度高温（视库存而定） |
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光纤光栅固体表面压力传感器成品及铠装参数：
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| 北诺®光纤光栅固体表面压力传感器实物图 |
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| 北诺®光纤光栅固体表面压力传感器实物图 |
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传感器铠装类型 |
北诺®光纤光栅固体表面压力传感器标准封装 |
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传感器铠装直径 |
4.0mm |
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传感器用无缝管材质 |
无缝钢管嵌套封装 |
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传感器用无缝管壁厚 |
视实际需求确定 |
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传感器用无缝管重量 |
视实际需求计算 |
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传感器抗拉强度 |
视实际需求计算 |
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传感器抗侧压力 |
视实际需求计算 |
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传感器抗压强度 |
视实际需求计算 |
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※铠装可选项 |
传感器直径（4.0毫米），非常规耐腐蚀方案 |