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Hypersonic Aerodynamic Force Balance Using Micromachined All-Fiber Fabry–Pérot Interferometric Strain Gauges

机译：使用微加工全纤维法布里-珀罗干涉式应变仪的超音速气动力平衡

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This paper presents high-sensitivity, micromachined all-fiber Fabry–Pérot interferometric (FFPI) strain gauges and their integration in a force balance for hypersonic aerodynamic measurements. The FFPI strain gauge has a short Fabry–Pérot cavity fabricated using an excimer laser etching process, and the deformation of the cavity is detected by a white-light optical phase demodulator. A three-component force balance, using the proposed FFPI gauges as sensing elements, was fabricated, calibrated, and experimentally evaluated. To reduce thermal output of the balance, a simple and effective self-temperature compensation solution, without external temperature sensors, is proposed and examined through both oven heating and wind tunnel runs. As a result of this approach, researchers are able to use the balance continuously throughout a wide range of temperatures. During preliminary testing in a hypersonic wind tunnel with a free stream Mach number of 12, the measurement accuracies of the balance were clearly improved after applying the temperature self-compensation.
机译：本文介绍了高灵敏度，微机械加工的全纤维法布里-珀罗干涉仪（FFPI）应变仪及其在力平衡中的集成，用于高超声速空气动力学测量。 FFPI应变仪具有一个短的Fabry-Pérot腔，该腔使用准分子激光蚀刻工艺制成，并且腔的变形由白光光学相位解调器检测。使用拟议的FFPI量规作为传感元件，制造，校准和实验评估了三分量力平衡。为了减少天平的热量输出，提出了一种简单有效的自温度补偿解决方案，无需外部温度传感器，并通过烤箱加热和风洞运行进行了检查。这种方法的结果是，研究人员能够在很宽的温度范围内连续使用天平。在自由流马赫数为12的高超音速风洞中进行初步测试期间，在应用温度自补偿后，天平的测量精度明显提高。

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