CN106153224A - 一种测量轴承套圈温度和应变的光纤光栅分布式装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量轴承内外套圈的温度和应变的光纤光栅分布式装置，包括机械附件、被测轴承、光纤光栅传感器、光纤旋转连接器和数据采集系统。轴承座安装在轴承箱上，轴承端盖固定在轴承座上，实现轴承外圈与轴承座之间压紧固定；主轴上安装轴承内套，转接轴固定在主轴左端；光纤光栅旋转连接器实现内圈光纤光栅传感器的信号传输，免去光纤准直器的对中调试安装过程，操作更方便；光纤光栅传感器上设置多个沿轴承套圈表面周向布置的光纤光栅传感测点，二者固定在被测轴承的测试处，通过数据采集系统得到测试轴承应变与温度。本发明具有抗干扰能力强、稳定性好、测点多、适应性强等优点；能够实现轴承套圈温度和应变参数的高精度、分布式原位测量。

Description

一种测量轴承套圈温度和应变的光纤光栅分布式装置及方法

技术领域

本发明属于轴承检测技术领域，涉及一种测量轴承内外套圈的温度和应变的光纤光栅分布式装置及方法。

背景技术

轴承是旋转机械中关键的零部件之一，其性能直接影响着旋转机械的性能与寿命。在轴承测试中，轴承温度和应力应变测试时轴承测试的主要内容之一。轴承温度梯度、应力应变分布对于研究轴承润滑、承载等性能及寿命有着重要的研究意义。

目前轴承温度测试中多数采用热电偶、红外温度传感器或者热成像技术等，仅针对静止的轴承套圈测试有效。热电偶技术不能用于轴承旋转时的测试，不能实现测试，红外和热成像技术不能实现旋转轴承套圈多点测试。因此现有的轴承温度测试技术不能实现轴承内外圈多点的温度梯度测量。

目前轴承套圈应力应变测试多采用应变片，多点测试需要多条导线，布线、走线比较麻烦；旋转部分应变测试需要采用滑环引电器将旋转导线上信号传输到静止导线上，并且滑环引电器具有受转速限制，抗干扰能力弱，可靠性差等缺点。因此轴承套圈采用应变片测试时容易产生较大误差，不易于高速旋转测试。

检测旋转机械运行的光纤光栅传感器器测量方法与装置(200710052225.1)提供了采用光纤光栅检测旋转件的测试方法，主要适用飞轮、叶片、尺寸等旋转件。而轴承测试具有额外的特殊性，不能直接采用上述方法。首先轴承既有静止部分也有旋转部分，需要进行静止部分和旋转部分的同时测量；其次轴承安装在轴承座内有轴向径向限位，传感器安装受到结构限制，安装结构件需要特殊设计；同时轴承尤其特殊轴承(例如航空轴承)在高温、变温环境工作，轴承处光纤光栅传感器测试的信号既有应变影响，也有温度变化的影响，因此温度和应变信号需要特殊的补偿方法，才能测试出轴承温度和应变。

发明内容

为了解决现有技术中轴承温度、应变测试中存在的测点少、布线困难、信号传输困难等问题,本发明提供一种利用光纤光栅传感技术测量轴承套圈温度和应变分布的装置及方法，用于轴承内、外套圈温度、应变测试。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种测量轴承内外套圈的温度和应变的光纤光栅分布式装置，该光纤光栅分布式装置包括机械附件、被测轴承、光纤光栅传感器、光纤旋转连接器和数据采集系统。

所述的机械附件包括轴承箱61、主轴62、轴承端盖63、轴承座64、锁紧螺母65、转接轴66、光纤旋转连接器座67、光纤旋转连接器支架68、轴承内套69；所述的轴承内套69包括结构相同的内圈左套691和内圈右套692。

所述的轴承箱61为中空的箱体，其上有箱体固定孔611和轴承座安装孔612；所述的轴承座64为分体式轴承座，包括轴承座上盖641和轴承座下盖642，轴承座上盖641和轴承座下盖642结构相同，其前端面上留有光纤跳线23的走线孔643和轴承端盖固定孔644；轴承座64内部为阶梯孔，分别有轴承外圈端面定位面645和轴承外圈表面贴合面646。

所述的主轴62为阶梯型中空轴，主轴62上设有主轴光纤输出线孔622；所述的轴承内套69为中空的阶梯型环形套圈，分为轴承内圈左套691和轴承内圈右套692；主轴62上安装轴承内圈左套691和轴承内圈右套692，轴承内圈右套端面694与主轴轴肩621配合，被测轴承1内圈右端面与轴承内圈右套端面693配合，实现轴承的内圈的定位；轴承内圈左套691的端面与被测轴承1的内圈左端面配合，锁紧螺母65位于轴承内圈左套691的左侧，实现被测轴承1的内圈与主轴的固定；左套691和右套692与轴承内圈内表面配合，配合长度均小于被测轴承宽度的一半，以此保证二者配合后不影响内圈处的旋转光纤传感器。

所述的轴承座上盖641和轴承座下盖642，套在被测轴承1外圈外，其上有安装孔647，二者通过螺栓固定在轴承箱61上部；所述的轴承端盖63为阶梯型圆环套，其上有光纤走线孔631、轴承外圈端面压紧面632、轴承外圈表面压紧面633以及轴承端盖安装孔634；轴承端盖63套在主轴62上，并通过螺栓固定在轴承座64上，实现轴承外圈与轴承座64之间的压紧固定。

所述的转接轴66套在主轴左端，其右端有转接轴安装孔661，通过螺栓固定在主轴62左端。

所述的光纤光栅传感器2包括外圈光纤光栅传感器21和内圈光纤光栅传感器22，外圈光纤光栅传感器21包括外圈测量光纤光栅传感器211和外圈补偿光纤光栅传感器212(根据作用分)，内圈光纤光栅传感器22包括内圈测量光纤光栅传感器221和内圈补偿光纤光栅传感器222(根据作用分)；所述的外圈光纤光栅传感器21和内圈光纤光栅传感器22上设置多个沿轴承套圈表面周向布置的光纤光栅传感测点，本发明不受光纤光栅传感器2数目和位置的限制；所述的外圈测量光纤光栅传感器211和内圈测量光纤光栅传感器221通过粘贴方式固定在被测轴承1的测试处，用于测试轴承应变与温度；所述的外圈补偿光纤光栅传感器212和内圈补偿光纤光栅传感器222分别平行布置在外圈测量光纤光栅传感器211和外圈补偿光纤光栅传感器212附近，用于测试轴承温度，补偿计算测试光纤光栅传感器应力，外圈补偿光纤光栅传感器212和内圈补偿光纤光栅传感器222不与被测轴承1固定连接，仅感受轴承温度。

所述的光纤旋转连接器3包括旋转端、静止端和内部精密轴承33，旋转端包括旋转端外壳311、旋转准直器312和旋转端引线313，静止端包括静止端外壳321、静止准直器322和静止端引线323；所述光纤旋转连接器3旋转端外壳311通过顶丝固定于转接轴左端孔内随转接轴一起旋转；所述光纤旋转连接器3静止端外壳321的左端与精密轴承33的内圈配合，其右端与光纤旋转连接器支架68连接；所述旋转准直器312固定于光纤旋转连接器3的旋转端外壳311中心轴处，所述静止准直器322固定于光纤旋转连接器3的静止端外壳321中心轴处；所述光纤旋转连接器3中的旋转准直器312与静止准直器322对中完好，使用时无须现场调试其对中性，满足转速0-10000r/min的信号稳定传输，实现非接触式光信号的稳定传输，其光传输具有效率高、稳定性好，转速范围高等优点。采用光纤光栅旋转连接器3实现内圈光纤光栅传感器22的信号传输，免去光纤准直器的对中调试安装过程，操作更方便。

所述的数据采集系统包括光纤光栅解调仪4、计算机5。

所述的光纤光栅解调仪4通过信号线与计算机5连接，光纤光栅解调仪4通过光纤跳线23与光纤光栅传感器2静止光纤光栅传感器引线231连接，光纤光栅解调仪4通过光纤跳线23与光纤旋转连接器3的静止端连接线323连接。光纤旋转连接器3的旋转端连接线313通过光纤跳线23与光纤光栅传感器2的旋转光纤光栅传感器引线232连接。所述的光纤光栅解调仪4实时采集光纤光栅传感器2的波长信号，将波长信号输入计算机5；所述的计算机5包括计算机硬件和数据采集分析软件，数据采集软件实时地采集光纤光栅解调仪4获得的光纤光栅传感器2的波长信息，通过解耦转换得出相应的应变和温度。

一种采用上述光纤光栅分布式装置测量轴承套圈温度和应变的方法，包括以下步骤：

第一步，根据测试需求，设定测点位置及数量，制备满足测点数量和波长要求的光纤光栅传感器2，并将光纤光栅传感器2布置在轴承内、外套圈上，实现轴承套圈温度和应变的原位测量；

第二步，按照所述机械附件的配合关系装配布置有传感器的被测轴承，确保相应的引线引出并连接。

光纤光栅传感器2测试轴承的温度、应变，静止光纤光栅传感器引线231直接经过光纤光栅解调仪4解调后输入到计算机5中，旋转光纤光栅传感器引线232沿主轴62的引线孔622及内壁接入到光纤旋转连接器旋转端引线313，光纤旋转连接器3的旋转准直器312与静止准直器322实现光纤信号的间接传输，静止端引线323接收的信号经光纤光栅解调仪4解调后输入计算机5；

(1)温度测试：外圈补偿光纤光栅传感器212和内圈补偿光纤光栅传感器222的波长变化仅受温度影响，因此测试的信号即为轴承温度：

$\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1}=K_{1T}*\mathrm{\Δ}T$

$\mathrm{\Δ}T=\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1*K_{1T}}$

其中，λ₁为外圈补偿光纤光栅传感器212(静止)或内圈补偿光纤光栅传感器222(旋转)的原始波长；Δλ₁为该补偿光纤光栅传感器的波长变化量；K_1T为补偿光纤光栅的温度灵敏度，ΔT为该测点处的轴承温升；

(2)应力补偿计算：测试外圈测量光纤光栅传感器211和内圈测量光纤光栅传感器221波长变化受应变、温度影响，因此测试信号中有轴承的温度、应变信号，需要利用外圈补偿光纤光栅传感器212和内圈补偿光纤光栅传感器222进行修正补偿：

$\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_2}=K_{\mathrm{\ϵ}}*\mathrm{\ϵ}+K_{2T}*\mathrm{\Δ}T$

$\mathrm{\ϵ}=(\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_2}-\frac{K_{2T}}{K_{1T}}\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1})/K_{\mathrm{\ϵ}}$

其中，λ₂为(1)中对应测点处测量光纤光栅传感器的波长；Δλ₂为该测点测量光纤光栅传感器的波长变化量；K_ε为光纤光栅应变灵敏度；K_1T为该测点补偿光纤光栅的温度灵敏度；K_2T为该测点测量光纤光栅的温度灵敏度；ε为该测点处轴承套圈应变量。

本发明的有益效果为:本发明提供一种温度、应变解耦的有效方法，实现温度、应变测试的有效补偿，实现温度和应变参数的高精度、分布式测量；本发明具有抗干扰能力强、稳定性好、测点多、适应性强等优点；能够实现轴承套圈温度和应变参数的高精度、分布式测量。

附图说明

图1是本发明轴承套圈温度、应变测试装置结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是本发明轴承箱61结构示意图；

图4是本发明轴承座64结构示意图；

图5是本发明主轴62剖视图；

图6是本发明轴承内套69剖视图；

图7是本发明轴承端盖63结构示意图；

图8是本发明转接轴66结构示意图；

图9(a)是本发明光纤光栅传感器2布置主视图；

图9(b)是本发明光纤光栅传感器2布置侧视图；

图10是本发明光纤旋转连接器3结构示意图；

图中：1被测轴承；2光纤光栅传感器；3光纤旋转连接器；4光纤光栅解调仪；5计算机；6机械附件；21外圈光纤光栅传感器；22内圈光纤光栅传感器；23光纤跳线；33内部精密轴承；61轴承箱；62主轴；63轴承端盖；64轴承座；65锁紧螺母；66转接轴；67光纤旋转连接器座；68光纤旋转连接器支架；69轴承内套；211外圈测量光纤光栅传感器；212外圈补偿光纤光栅传感器；221内圈测量光纤光栅传感器；222内圈补偿光纤光栅传感器；231静止光纤光栅传感器引线；232旋转光纤光栅传感器引线；311旋转端外壳；312旋转准直器；313旋转端引线；321静止端外壳；322静止准直器；323静止端引线；611轴承箱体固定孔；612轴承座安装孔；621主轴轴肩；622主轴光纤输出线孔；623转接轴安装孔；631轴承外圈端盖光纤引线孔631；632轴承外圈端面压紧面；633轴承外圈表面压紧面；634轴承端盖安装孔；641轴承座上盖；642轴承座下盖；643轴承座光纤引线孔；644轴承外圈端盖安装孔；645轴承外圈端面定位面；轴承外圈表面贴合面646；661转接轴安装孔；691轴承内圈左套；692轴承内圈右套；693轴承内圈右套端面；694轴承内圈右套端面。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图1、2所示，本专利轴承温度、应变测试装置主要由被测轴承1、光栅光纤传感器2、光纤旋转连接器3、光纤光栅解调仪4、计算机5、机械附件6等组成。

光纤光栅传感器2根据安设位置静止与旋转可分为静止光纤光栅传感器21和旋转光纤光栅传感器22,；根据作用可再细分为静止测试光纤光栅传感器211、静止补偿光纤光栅传感器212、旋转测试光纤光栅传感器221、旋转补偿光纤光栅传感器222。测试光纤光栅传感器211和221采用粘贴方式固定于被测轴承1测试处，被测轴承1应变与温度变化时引起光纤光栅传感器波长变化，补偿光纤光栅传感器212和222平行布置在对应测试光纤光栅传感器附近，补偿光纤光栅传感器212和222不与轴承固定连接，使补偿光纤光栅传感器212和222仅感受轴承温度。静止光纤光栅传感器21、旋转光纤光栅传感器22上可以设置多个不同光纤光栅测点，即为光纤光栅串。光纤光栅传感器2可设置于轴承内圈内表面和外圈外表面等位置。本专利仅示例性布置在轴承内外圈几个光纤光栅传感器，本专利不受传感器数目、位置的限制。

光纤旋转连接器3分为旋转端、静止端和内部精密轴承33。实现光信号的稳定传输，其光传输具有效率高、稳定性好，转速范围高等优点。光纤光栅解调仪4通过对光纤光栅波长解调，得出光纤光栅实时波长，将信号输入计算机5。计算机5包括计算机硬件和采集分析软件，采集软件实时地采集解调仪4的光纤光栅波长信息，通过解耦转换为相应的应变和温度。

图4所示，轴承座64为分体式轴承座包括轴承座上盖641和轴承座下盖642，二者通过螺栓孔647固定在轴承箱上，其内部为阶梯孔可实现轴承外圈的定位，端面上有轴承外圈端盖安装孔644，配合轴承端盖63可实现被测轴承外圈的固定。图5所示，主轴62上设有轴承内套69的定位轴承621、光纤光栅传感器2输出线孔622、转接轴安装孔623。轴承内圈与主轴之间配合有轴承内圈左套691和右套692，左套691和右套692与轴承内圈内表面配合配合长度均小于被测轴承宽度的一半，以此保证二者配合后不影响内圈处的旋转光纤传感器。

图10所示，光纤光栅旋转连接器旋转端可细分为旋转端壳体311、旋转端准直器312、旋转端连接线313等组成；静止端可细分为静止端壳体321、静止端准直器322、静止端连接线323。旋转端准直器312和静止端准直器322通过壳体与精密轴承的配合处于完好对中状态，实现旋转态下光信号的稳定传输。

一种采用上述光纤光栅分布式装置测量轴承套圈温度和应变的方法，包括以下步骤：

第一步，根据测试需求，设定测点位置及数量，制备满足测点数量和波长要求的光纤光栅传感器2，并将光纤光栅传感器2布置在轴承内、外套圈上，实现轴承套圈温度和应变的原位测量；

第二步，按照所述机械附件的配合关系装配布置有传感器的被测轴承，确保相应的引线引出并连接。

光纤光栅传感器2测试轴承的温度、应变，静止光纤光栅传感器引线231直接经过光纤光栅解调仪4解调后输入到计算机5中，旋转光纤光栅传感器引线232沿主轴62的引线孔622及内壁接入到光纤旋转连接器旋转端引线313，光纤旋转连接器3的旋转准直器312与静止准直器322实现光纤信号的间接传输，静止端引线323接收的信号经光纤光栅解调仪4解调后输入计算机5；

(1)温度测试：外圈补偿光纤光栅传感器212和内圈补偿光纤光栅传感器222的波长变化仅受温度影响，因此测试的信号即为轴承温度：

$\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1}=K_{1T}*\mathrm{\Δ}T$

$\mathrm{\Δ}T=\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1*K_{1T}}$

(2)应力补偿计算：测试外圈测量光纤光栅传感器211和内圈测量光纤光栅传感器221波长变化受应变、温度影响，因此测试信号中有轴承的温度、应变信号，需要利用外圈补偿光纤光栅传感器212和内圈补偿光纤光栅传感器222进行修正补偿：

$\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_2}=K_{\mathrm{\ϵ}}*\mathrm{\ϵ}+K_{2T}*\mathrm{\Δ}T$

$\mathrm{\ϵ}=(\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_2}-\frac{K_{2T}}{K_{1T}}\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1})/K_{\mathrm{\ϵ}}.$

Claims (4)

1.一种测量轴承内外套圈的温度和应变的光纤光栅分布式装置，其特征在于，该光纤光栅分布式装置包括机械附件、被测轴承(1)、光纤光栅传感器(2)、光纤旋转连接器(3)和数据采集系统；

所述的机械附件包括轴承箱(61)、主轴(62)、轴承端盖(63)、轴承座(64)、锁紧螺母(65)、转接轴(66)、光纤旋转连接器座(67)、光纤旋转连接器支架(68)、轴承内套(69)；所述的轴承内套(69)包括结构相同的内圈左套(691)和内圈右套(692)；

所述的轴承座(64)包括结构相同的轴承座上盖(641)和轴承座下盖(642)，套在被测轴承(1)外圈外，轴承座(64)通过安装孔(647)与轴承箱(61)上部固定连接；所述的轴承座(64)端面有光纤跳线(23)的走线孔(643)和轴承端盖固定孔(644)，轴承座(64)内部为阶梯孔，分别有轴承外圈端面定位面(645)和轴承外圈表面贴合面(646)；所述的轴承端盖(63)为阶梯型圆环套，其上有光纤走线孔(631)、轴承外圈端面压紧面(632)、轴承外圈表面压紧面(633)以及轴承端盖安装孔(634)；轴承端盖(63)套在主轴(62)上，并固定在轴承座(64)上，实现轴承外圈与轴承座(64)之间压紧固定；

所述的轴承内套(69)为中空的阶梯型环形套圈，分为轴承内圈左套(691)和轴承内圈右套(692)；所述的主轴(62)为阶梯型中空轴，主轴(62)上设有主轴光纤输出线孔(622)；主轴(62)安装轴承内套(69)，被测轴承(1)与轴承内圈右套(692)配合，实现轴承的内圈定位；轴承内圈左套(691)端面与被测轴承(1)内圈左端面配合，锁紧螺母(65)位于轴承内圈左套(691)的左侧，实现被测轴承(1)的内圈与主轴(2)固定；所述的转接轴(66)固定在主轴(62)左端；

所述的光纤光栅传感器(2)包括外圈光纤光栅传感器(21)和内圈光纤光栅传感器(22)，外圈光纤光栅传感器(21)和内圈光纤光栅传感器(22)上设置多个沿轴承套圈表面周向布置的光纤光栅传感测点，二者固定在被测轴承(1)的测试处，用于测试轴承应变与温度；所述的外圈光纤光栅传感器(21)包括外圈测量光纤光栅传感器(211)和外圈补偿光纤光栅传感器(212)，内圈光纤光栅传感器(22)包括内圈测量光纤光栅传感器(221)和内圈补偿光纤光栅传感器(222)；所述的外圈补偿光纤光栅传感器(212)和内圈补偿光纤光栅传感器(222)分别平行布置在外圈测量光纤光栅传感器(211)和外圈补偿光纤光栅传感器(212)附近，不与被测轴承(1)固定连接，用于测试轴承温度；

所述的光纤旋转连接器(3)包括旋转端、静止端和内部精密轴承(33)，实现内圈光纤光栅传感器(22)的信号传输，免去光纤准直器的对中调试安装过程；所述的旋转端包括旋转端外壳(311)、旋转准直器(312)和旋转端引线(313)，旋转端外壳(311)固定在转接轴(66)左端孔内随转接轴(66)旋转，旋转准直器(312)固定于旋转端外壳(311)中心轴处，旋转端连接线(313)通过光纤跳线(23)与光纤光栅传感器(2)的旋转光纤光栅传感器引线(232)连接；所述的静止端包括静止端外壳(321)、静止准直器(322)和静止端引线(323)，静止端外壳(321)左端与内部精密轴承(33)的内圈配合，右端与光纤旋转连接器支架(68)连接，静止准直器(322)固定在静止端外壳(321)中心轴处，旋转准直器(312)与静止准直器(322)对中完好，满足转速0-10000r/min的信号稳定传输；

所述的数据采集系统包括光纤光栅解调仪(4)和计算机(5)；所述的光纤光栅解调仪(4)通过信号线与计算机(5)连接，通过光纤跳线(23)与静止光纤光栅传感器引线(231)连接，通过光纤跳线(23)与光纤旋转连接器(3)的静止端连接线(323)连接；所述的光纤光栅解调仪(4)实时采集光纤光栅传感器(2)的波长信号，将波长信号输入计算机(5)，计算机(5)通过解耦转换得出相应的应变和温度。

2.根据权利要求1所述的一种测量轴承内外套圈的温度和应变的光纤光栅分布式装置，其特征在于，所述的机械附件中的轴承座(64)为分体式轴承座。

3.根据权利要求1或2所述的一种测量轴承内外套圈的温度和应变的光纤光栅分布式装置，其特征在于，所述的机械附件中的轴承内圈左套(691)和轴承内圈右套(692)与轴承内圈内表面配合，其配合长度均小于被测轴承(1)宽度的一半。

4.采用权利要求1-3任一所述的光纤光栅分布式装置测量轴承套圈温度和应变的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，根据测试需求，设定测点位置及数量，制备满足测点数量和波长要求的光纤光栅传感器(2)，并将光纤光栅传感器(2)布置在轴承内、外套圈上，实现轴承套圈温度和应变的原位测量；

第二步，光纤光栅传感器(2)测试轴承的温度和应变，静止光纤光栅传感器引线(231)直接经过光纤光栅解调仪(4)解调后输入计算机(5)，旋转光纤光栅传感器引线(232)沿主轴(62)的引线孔(622)及内壁接入光纤旋转连接器(3)的旋转端引线(313)，光纤旋转连接器(3)的旋转准直器(312)与静止准直器(322)实现光纤信号的间接传输，静止端引线(323)接收的信号经光纤光栅解调仪(4)解调后输入计算机(5)；

1)温度测试：外圈补偿光纤光栅传感器(212)和内圈补偿光纤光栅传感器(222)的波长变化仅受温度影响，因此测试的信号即为轴承温度：

$\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1}=K_{1T}*\mathrm{\Δ}T$

$\mathrm{\Δ}T=\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1*K_{1T}}$

其中，λ₁为外圈补偿光纤光栅传感器(212)或内圈补偿光纤光栅传感器(222)的原始波长；Δλ₁为该测点补偿光纤光栅传感器的波长变化量；K_1T为补偿光纤光栅的温度灵敏度，ΔT为该测点处的轴承温升；

2)应力补偿计算：测试外圈测量光纤光栅传感器(211)和内圈测量光纤光栅传感器(221)波长变化受应变、温度影响，测试信号中有轴承温度、应变信号，利用外圈补偿光纤光栅传感器(212)和内圈补偿光纤光栅传感器(222)进行修正补偿：

$\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_2}=K_{\mathrm{\ϵ}}*\mathrm{\ϵ}+K_{2T}*\mathrm{\Δ}T$

$\mathrm{\ϵ}=(\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_2}-\frac{K_{2T}}{K_{1T}}\frac{{\mathrm{\Δ\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_1})/K_{\mathrm{\ϵ}}$

其中，λ₂为1)中对应测点处测量光纤光栅传感器的波长；Δλ₂为该测点测量光纤光栅传感器的波长变化量；K_ε为光纤光栅应变灵敏度；K_1T为该测点补偿光纤光栅的温度灵敏度；K_2T为该测点测量光纤光栅的温度灵敏度；ε为该测点处轴承套圈应变量。