光栅式传感器指选用光栅叠栅条纹原理丈量位移的传感器。光栅是在一块长条形的光学玻璃上密布等间隔平行的刻线，刻线密度为10～100线/毫米。由光栅构成的叠栅条纹具有光学扩大效果和差错均匀效应，因此能进步丈量精度。
简介：
1978
年加拿大渥太华通讯研究中心的K·O·Hill等人初次在掺锗石英光纤中发现光纤的光敏效应，并选用驻波写入法制成国际上第一根光纤光栅。随后，美国联合技能研究中心的G·Meltz等人完成了光纤Bragg光栅(FBG)的UV激光旁边面写入技能，使光纤光栅的制作技能完成了打破性发展。跟着光纤光栅制作技能的不断完善，其使用的效果日益增多，从光纤通讯、光纤传感到光核算和光信息处理的整个范畴都将因为光纤光栅的实用化而发生革命性的改变，光纤光栅技能是光纤技能中继掺铒光纤扩大器(EDFA)技能之后的又一严重技能打破。
光纤光栅是使用光纤中的光敏性制成的。所谓光纤中的光敏性是指激光经过掺杂光纤时，光纤的折射率将随光强的空间散布发生相应改变的特性。而在纤芯内构成的空间相位光栅，其实质便是在纤芯内构成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。使用这一特性可制作出许多功用共同的光纤器材，它们都具有反射带宽规模大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器材兼容成一体，不受环境尘土影响等一系列优异功用。
光纤光栅的品种许多，首要分两大类：一是Bragg光栅(也称为反射或短周期光栅)，二是透射光栅(也称为长周期光栅)。光纤光栅从结构上可分为周期性结构和非周期性结构，从功用上还可分为滤波型光栅和色散补偿型光栅;其间，色散补偿型光栅对错周期光栅，又称为啁啾光栅(chirp光栅)。现在光纤光栅的使用首要会集在光纤通讯范畴和光纤传感器范畴。
在光纤传感器范畴，光纤光栅传感器的使用远景非常宽广。因为光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、尺度小(规范裸光纤为125um)、重量轻、耐温性好(作业温度上限可达400℃～600℃)、复用才能强、传输间隔远(传感器到解调端可达几公里)、耐腐蚀、高灵敏度、无源器材、易形变等长处，早在1988年就成功地使用在航空、航天范畴中作为有用的无损检测傍边，一起光纤光栅传感器还可使用于化学医药、资料工业、水利电力、船只、煤矿等各个范畴，以及在土木工程范畴中(如建筑物、桥梁、塘坝、管线、地道、容器、高速公路、机场跑道等)的混凝土组件和结构中测定结构的完整性和内部应变状况，然后树立灵活结构，并进一步完成智能建筑。
作业原理：
咱们知道，光栅的Bragg波长lB由下式决议：
lB=2nL ⑴
式中，n—芯模有用折射率; L—光栅周期。
当光纤光栅所在环境的温度、应力、应变或其它物理量发生改变时，光栅的周期或纤芯折射率将发生改变，然后使反射光的波长发生改变，经过丈量物理量改变前后反射光波长的改变，就可以取得待测物理量的改变状况。如使用磁场诱导的左右旋极化波的折射率改变不同，可完成对磁场的直接丈量。此外，经过特定的技能，还可完成对应力和温度的别离丈量和一起丈量。经过在光栅上涂敷特定的功用资料(如压电资料)，对电场等物理量的间接丈量也能完成。
1、啁啾光纤光栅传感器的作业原理
上面介绍的光栅传感器体系，光栅的几许结构是均匀的，对单参数的定点丈量很有用，但在需求一起丈量应变和温度或许丈量应变或温度沿光栅长度的散布时就显得无能为力。此刻，选用啁啾光纤光栅传感器就便是一个不错的挑选。
啁啾光纤光栅因为其优异的色散补偿才能而使用在高比特长途通讯体系中。与光纤Bragg光栅传感器的作业原理根本相同，在外界物理量的效果下，啁啾光纤光栅除了DlB的改变外，光谱的展宽也会发生改变。这种传感器在应变和温度均存在的场合对错常有用的。因为应变的影响，啁啾光纤光栅反射信号会拓展，峰值波长也会发生位移，而温度的改变则因为折射率的温度依赖性(dn/dT)，仅会影响重心的方位。因此经过一起丈量光谱位移和展宽，就可以一起丈量应变和温度。
2、长周期光纤光栅(LPG)传感器的作业原理
长周期光纤光栅(LPG)的周期一般认为有数百微米，它在特定的波长上可把纤芯的光耦合进包层，其公式如下：
li=(n0- niclad)·L ⑵
式中，n0—纤芯的折射率;niclad—i阶轴对称包层模的有用折射率。
光在包层中将因为包层/空气界面的损耗而敏捷衰减，留下一串损耗带。一个独立的LPG可能在一个很宽的波长规模上有许多的共振，其共振的中心波长首要取决于芯和包层的折射率差，由应变、温度或外部折射率改变而发生的任何改变都能在共振中发生大的波长位移，经过检测Dli，就可取得外界物理量改变的信息。LPG在给定波长上共振带的呼应一般有不同的起伏，因此适用于构建多参数传感器。
