FBG三维力探针

温变下力测误差小于2%

通过植入四根光纤布拉格光栅（三测力一补偿），以核极限学习机解耦，在温度波动下仍保持低误差的三维末端力感知能力。

Changxin, Yu · 何彦林 · Zhu, Lianqing · Zhou, Kangpeng · Zhu, Hangwei

Yi Qi Yi Biao Xue Bao/Chinese Journal of Scientific Instrument 2023

参数信息

X方向力测量误差

0.22 %

Y方向力测量误差

0.99 %

Z方向力测量误差

0.65 %

X方向力测量误差

1.32 %

Y方向力测量误差

1.03 %

Z方向力测量误差

2 %

技术优势

温变下误差仍低于2%

通过植入温补光栅并采用KELM网络解耦，在20~40℃范围内最差方向误差仅为2%。

温度补偿不需要额外器件

四根光栅中的一根专用于温度补偿，与测力光栅同体植入，无需外部温度传感器。

应用场景

• 手术机器人：为手术机器人提供末端力反馈，防止组织损伤。
• 微创手术器械：集成到微创器械中，实时监测操作力。
• 精密仪器与测量：作为高精度力测量模块，用于精密仪器。
• 光纤传感：扩展光纤传感在医疗领域的应用。