CN109373925A - 一种基于光纤小应变的大变形测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于光纤小应变的大变形测试装置及测试方法，该装置由蜗杆、传动模组、滑台、游标卡尺、测试光纤组成；所述的游标卡尺固定于滑台的滑块上面，测试光纤的一端固定于滑块的夹具之上，另一端固定于挡板的夹具上，蜗杆位于左边第一个螺纹螺杆轴的一端，传动模组以及滑块由螺纹螺杆轴联接传动；变形量通过蜗杆输入传动模组中，与齿轮组相连的螺纹螺杆再把变形量传递到滑台，当第一个滑台达到设定的量程后，并靠组接的传动模组将持续输入的变形量传递至下一个滑台，以此类推；通过光纤解调仪测试光纤的拉伸变形数据，达到使用光纤测试大变形的目的。

Description

一种基于光纤小应变的大变形测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉应变量测量领域，特别适用于以光纤的小应变来进行大变形测试技术，可应用于工程监测技术领域。

技术背景

工程检测技术领域常需要测量应变力产生的应变量，可以用光纤测量微小的应变位移，光纤是新型的监控量测载体，在物体拉伸、弯曲等变形监测中的应用逐渐兴起。光纤自身的物理性质决定了其在测试物体小变形上的优势，如灵敏度和精度高，抗干扰性强等。光纤在全分布式、长距离监控测量中有很大优势，可对被测试物体在光纤的轴向方向上的变形进行高精度、分布式、长距离的测试。在现有的相关发明，如“CN201610283892.X一种光纤均匀应力施加装置”中，采用把光纤固定于直线滑轨两端的夹持结构上，通过加持装置之间的弹性形变件(弹簧或弹性橡胶)使光纤均匀拉伸。然而这种加载方式不能精确控制拉伸距离，因此试验过程中产生的误差相对较大，尤其是光纤在产生小应变时就易崩断，因此不能应用光纤进行大变形测试。因此研究一种可控制加载速度和长度的大变形测试装置就格外重要，通过该装置进行基于光纤小应变的大变形测试具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于光纤小应变的大变形测试装置，相对于传统的基于光纤的应变测量装置，本装置能够有效的用光纤对大变形进行测量，为分布式光纤测试技术在工程中的应用提供有力的依据。

本发明的另一个目的是提供一种基于光纤小应变的大变形测试方法，应用于工程领域，将总的位移变形量分解成多个小变形量，实用光纤测量每个小变形量，再累加求得总的位移变形量。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于光纤小应变的大变形测试装置，包括BOTDA光纤解调仪，BOTDA光纤解调仪接入多根光纤的两端，形成多个测试回路，其特征在于，多根所述光纤一端分别被静夹具夹持，另一端分别被动夹具夹持，多个动夹具被构造设计为被多个滑块分别驱动将光纤相对静夹具拉伸，多个滑块分别与各传动模组共同一螺纹螺杆轴穿设轴枢，以分别接受各传动模组轴转驱动，各传动模组通过辅助齿轮轴侧平行并靠啮接，各传动模组包括呈端侧平行并靠组接的前端传动齿轮组、或和接续传动齿轮，所述前端传动齿轮组与接续传动齿轮组在轴端预订轴转碰触，进行接续转动，前端传动齿轮组与螺纹螺杆轴连结，接续齿轮组相对螺纹螺杆轴转动连接，一传动机构耦合一前端传动齿轮组，用于输入待测应变量L_总，多个游标卡尺布置于动夹具和静夹具之间，用于测量光纤拉伸前长度L。

进一步地，一种基于光纤小应变的大变形测试装置，还包括箱体，所述的箱体内收容架设定位多个传动模组，箱体内收容有润滑油，前端传动齿轮组和接续传动齿轮组浸润在润滑油中，所述传动机构为贯穿箱体的蜗杆

进一步地，所述前端传动齿轮组，其承接圆周侧应变量输入或轴向应变量输出，其内设一被固定的第一行星齿轮架及轴枢配套之多个第一行星齿轮，第一行星齿轮中心轴向啮接枢设传动接续轮，第一行星齿轮轴向啮接第一内齿环，第一内齿环的端轴与螺纹螺杆轴连结轴转。

进一步地，所述接续传动齿轮组，其呈同心轴枢承接该前端传动模组的输出应变量，并通过一第二内环齿与辅助齿轮并靠啮接，沿圆周侧输出应变量，第二内环齿内啮接多个第二行星齿轮及轴枢配套的一被固定的第二行星齿轮架，接续传动齿轮组的端轴与螺纹螺杆轴间隙配合。

进一步地，所述箱体的底板侧设有调节螺孔，并螺设锁定旋钮，以调整紧迫螺纹螺杆轴。

进一步地，所述前端传动齿轮组的第一内环齿端面有凸设销键。

进一步地，所述的接续齿轮组的第二内环齿端面有凹设弧形键槽，弧形键槽弧长为第二内环齿圆周长的9/10。

进一步地，所述的螺纹螺杆轴轴侧平行布置基准轴；

优选地，所述的第一内齿环和第二内齿环的模数相同，第一行星齿轮和第二行星齿轮的模数、齿形相同，所有传动接续轮的模数和齿形也相同。

进一步地，承接传动机构输入待测应变量L_总的所述的第一内环齿圆周设为斜齿，与辅助齿轮啮接所述的第一内环齿圆周设为直齿。

优选地，所述的静夹具被固定在挡板上，所述螺纹螺杆轴与挡板的轴承连接。

进一步地，所述的螺纹螺杆轴穿过箱体顶板的一端或远离滑台的一端设有调节手轮，调节手轮与螺纹螺杆轴用销连接。

由上述测试装置的大变形测试方法，包括以下步骤：

S01.将N根光纤的一端分别固定于滑台的动夹具上，另一端分别固定于静夹具上，使N根光纤处于预拉状态，并测量光纤的拉伸前长度L_n，及初始状态布里渊反射光频率数据f_ij，其中i表示光纤的编号，i＝1…n，j为1或2，j＝1表示拉伸前，j＝2表示拉伸后；

S02.通过所述传动机构待测应变量L_总输入至各传动模组，从而带动各滑台依次移动，使各光纤依次产生最大位移或变形量ΔL_i，用BOTDA光纤解调仪分别连续测试每根光纤的布里渊反射光频率f_ij，其中i表示光纤的编号，用游标卡尺分别连续测试每根光纤的拉伸后长度L_nj，其中i表示光纤的编号，i＝1…n，j为1或2，j＝1表示拉伸前，j＝2表示拉伸后；

S03.根据公式△L_i＝△ε_i×L_i求各光纤依次产生最大位移或变形量，各光纤的最大位移或变形量即第N+1根光纤所在的滑台发生位移时第N根光纤的位移或变形量，△ε_i为各光纤应变量，△ε_i＝f_ε/C_f,ε,f_ε＝f_i2-f_i1，C_f,ε为光纤应变系数，f_ε为由应变引起的布里渊频移值，f_i1为BOTDA测试的布里渊频率基准值，f_i2为BOTDA测试的布里渊频率测量值；

S04.根据公式求输入的待测应变量。

与现有技术相比，采用本发明的技术方案产生的有益效果在于：

第一，本发明利用行星式齿轮组传动副把持续输入的待测应变量L_总传递到N个滑台之上，通过光纤的小应变累加从而进行大待测应变量L_总测试实验，可调整齿轮组的接续数量来调整测试范围；

第二，根据各传动与接续齿轮组的排列组合方式，本发明装置的传动效果是：所有传动齿轮组和接续齿轮组的母轮的内齿模数m1相同，齿数Z1相同，分度圆直径D1也相同。齿轮组的行星齿轮的模数m2相同，齿数Z2相同，分度圆直径D2也相同，中心齿轮的模数m3，齿数Z3。故传动齿轮组的母轮和行星齿轮的传动比i＝Z3/Z1。位于同一侧的传动齿轮组和接续齿轮组由平行设置的传动齿轮联接，它们的母轮的模数、齿数、分度圆直径都相同，且传动比i＝1。

第三，由于光纤的拉伸率较小，易发生脆断，本发明装置采用涡轮蜗杆加载待测应变量L_总的方式，可以做到匀速微量施加待测应变量L_总的目的。在待测应变量L_总加载过程中，蜗杆转动一周，涡轮转动一个齿距。此种加载拉伸量的方式使光纤受力持续稳定，不会瞬时受到较大拉应力，避免了光纤因拉伸过快而断开。

第四，由于前端传动齿轮组下方轴端随接续传动齿轮组上方轴端预定周转碰触进行接续转动，所述的接续齿轮组的第二内环齿端面有凹设弧形键槽，弧形键槽弧长为第二内环齿圆周长的9/10，即第一传动模组旋转3圈时，第二传动模组旋转2+1/10圈，后一传动模组比前一传动模组少转9/10圈，这样可将输入的待测应变量L_总通过接续传动的方式分解到多个滑台上，对多个被夹持的光纤施加应力，测量出每个光纤的的累加微量变形后，就可得到待测应变量L_总。

附图说明

图1是本发明的装置俯视图；

图2是本发明的装置侧视图；

图3是本发明的A-A剖面图；

图4是本发明的装置的后挡板62示意图；

图5是本发明的蜗杆蜗轮传动齿轮组示意图；

图6是本发明的接续齿轮组30示意图；

图7是本发明的接续传动齿轮组10Ⅱ示意图；

图8是本发明的接续传动齿轮组10Ⅲ示意图。

图中符号说明：00-蜗杆，1-传动模组，10Ⅰ-前端传动齿轮组，10(II、III)-前端传动齿轮组，11(II、III)-第一行星齿轮，12(II、III)-传动接续轮，13(II、III)-销键，14(II、III)-第一行星齿轮架141(II、III)-枢轴，142(II、III)-固定架板，15-螺旋角，16Ⅰ(II、III)-第一内环齿，17(II、III)-前端盖。

2Ⅱ、2Ⅲ-传动模组。30-接续传动齿轮组，301-弧形键槽，31-第二行星齿轮，32(I、II)-第二内环齿，33-后端盖，34-第二行星齿轮架，341-枢轴，342-固定架板。

40-辅助齿轮，50(I、II、III)-螺纹螺杆轴，51(I、II、III)-调节手轮，52(I、II、III)锁定旋钮。60-箱体，61-收容空间，62-底板，63-调节螺孔，64-顶板。70(I、II、III)-滑台，71(I、II、III)-游标卡尺，72(I、II、III)-动夹具，73(I、II、III)-基准轴，80-挡板，81(I、II、III)-测试光纤，82(I、II、III)-静夹具。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作更进一步的说明。黄色标记的序号在图中没有，请发明人根据标记修改附图。

实施例1

见附图1～2，一种基于光纤小应变的大变形测试装置，包括传动模组1、2II、2III、至少滑台70I、70II、70III、箱体60、挡板80及动夹具72和静夹具82；其中，呈一具收容空间61的箱体60，其底板侧62设有调节螺孔63(I、II、III)，并螺设锁定旋钮52，其收容空间61内一传动模组1、2II、2III呈轴侧平行，通过耦合辅助齿轮40并靠组接，传动模组1的耦合承接传动机构输入的待测应变量L_总，传动机构可选用涡杆00，传动模组1、2II、2III分别与滑台70(I、II、III)的相对端侧以螺纹螺杆轴50(I、II、III)共同穿设轴枢，驱动滑台70(I、II、III)接受螺纹螺杆轴50(I、II、III)驱动轴转，相对挡板80直线运动，动夹具72(I、II、III)固定于滑台70(I、II、III)上，静夹具82(I、II、III)安装在远离滑台70(I、II、III)的挡板80上；

传动模组1包括自上向下依次呈端侧平行并靠组接的前端传动齿轮组10I和接续传动齿轮组30，其相对端侧以一螺纹螺杆轴50I共同穿设轴枢，前端传动齿轮组10I下方轴端凸设一销键13，接续传动齿轮组30上方轴端凹设一弧形键槽301，随销键13预定周转碰触弧形键槽301操控接续传动齿轮组30转动；

前端传动齿轮组10I枢设一第一行星齿轮架14及轴枢配套之三个第一行星齿轮11，而共同啮接一第一内环齿16I，第一行星齿轮架14呈一中空环架，其圆周端面分别设有三枢轴141，以提供第一行星齿轮11枢设，三个第一行星齿轮11中心轴向共同啮接枢设一传动接续轮12，传动接续轮12的端轴与螺纹螺杆轴50I连结轴转，借此获得所需转数比，第一行星齿轮架14其外径凸设一固定架板142，以被架设定位在箱体60的顶板64内，第一内环齿16I轴侧枢设前端盖17，前端盖17轴端凸设一销键13，随第一内环齿16I预定周转碰触下方接续传动齿轮组30进行操控，第一内环齿16I圆周腹侧设有螺旋角15，第一内环齿16I耦合承接贯穿收容空间61的蜗杆00的待测应变量L总；

接续传动齿轮组30枢设一第二行星齿轮架34及轴枢配套之三个第二行星齿轮31，而共同啮接一第二内环齿32I，第二行星齿轮架34呈一中空环架，与螺纹螺杆轴50I间隙配合，其圆周端面分别设有三枢轴341，以提供第二行星齿轮31枢设，第二行星齿轮架34其外径凸设一固定架板342，以被架设定位在箱体60的底板侧62，第二内环齿32通过收容于箱体60内的辅助齿轮40向接续传动模组2II传递动力，第二内环齿32相对第一内环齿16I轴侧枢设后端盖33，后端盖33轴端凹设一弧形键槽301，其弧长为后端盖33圆周的9/10，即接续传动齿轮组30与前端传动齿轮组10I的接续传动间隙：L＝9/10πD，D为后端盖33或前端盖17的直径；

传动模组2II包括自上向下依次呈端侧平行并靠组接的接续传动齿轮组30和前端传动齿轮组10II，前端传动齿轮组10II的第一内环齿16II圆周腹侧设有外环齿10Ⅱ，第一内环齿16II耦合辅助齿轮40，承接传动模组1的动力，前端传动齿轮组10II的传动接续轮12II的端轴与螺纹螺杆轴50II连结轴转，借此获得所需转数比，传动模组2II的接续传动齿轮组30轴端碰触前端传动齿轮组10II，随第一内环齿16II预定周转进行操控；

传动模组2III通过辅助齿轮40并靠组接传动模组2II的前端传动齿轮组10III。

螺纹螺杆轴50(I、II、III)圆周在调节螺孔63(I、II、III)处，受锁定旋钮52(I、II、III)螺固而根据设计所需。接续传动齿轮组30和前端传动齿轮组10(I、II、III)的内环齿、行星齿轮的模数、齿形相同，所有前端传动齿轮组10(I、II、III)的传动接续轮的模数和齿形也相同。接续传动齿轮组30和前端传动齿轮组10均浸润在箱体60内的润滑油中，减少磨损。螺纹螺杆轴50(II、III)还穿过箱体60与调节手轮51(II、III)连结。

三组滑台70(I、II、III)上的动夹具72(I、II、III)分别与挡板80上设置的三个静夹具82(I、II、III)一同对测试光纤81(I、II、III)施加位移加载ΔLn。游标卡尺71(I、II、III)分别平行于测试光纤81(I、II、III)安装在滑台70(I、II、III)上，用于测量测试光纤的伸出前长度L。两个定位基准轴73穿过滑台70(I、II、III)连结于箱体60的底板侧62。

通过上述组合，而得本发明，其操作原理如下：当第一内环齿16I耦合承接涡杆00的外加待测应变量L_总，首先带动第一行星齿轮11和传动接续轮12进行“复式周转”，即三组第一行星齿轮11共同依序绕行第一内环齿16I，同时其共同啮合的传动接续轮12跟着转动，而获得较大转数比，紧接着，再由第一内环齿16I前端盖17轴端凸设的销键13碰触驱动轴转的第二内环齿32I，由第二内环齿32I通过辅助齿轮40向其耦合的第一内环齿16II传递位移或变形量ΔLn，第一内环齿16II，带动第一行星齿轮11Ⅱ和传动接续轮12Ⅱ进行“复式周转”，使传动接续轮12Ⅱ连结的螺纹螺杆轴50II获得较大转数比，第一内环齿16II再碰触驱动轴转的第二内环齿32II，由第二内环齿32II通过辅助齿轮40向其耦合的第一内环齿16III传递位移或变形量ΔLn，第一内环齿16III，带动第一行星齿轮11Ⅲ和传动接续轮12Ⅲ进行“复式周转”，使传动接续轮12Ⅲ连结的螺纹螺杆轴50III获得较大转数比。多个所获得的位移或变形量ΔLn累加后即为待测应变量L_总。

本发明的装置针对传统的光纤测试只能适用于小变形的问题还提出了一种大变形测试装置和方法，即把大变形拆分为若干份，用多根光纤接续测试的方法来达到大变形待测应变量L_总测量的目的。

第N-1根光纤达到设定测试量程L后，第N根光纤开始接续测试。此时前面第N-1根光纤达到测试量程记录数据后不再考虑其是否持续作用，光纤测试最终为(N-1)L+ΔL，ΔL为第N个光纤测试结果。

实施例2

测试光纤81(I、II、III)双端都接入BOTDA光纤解调仪形成测试回路。接续传动模组2II、2III的数量可根据需要调整，可提高变形量的测试范围。基于光纤小应变的大变形测试按以下步骤进行：

S01.旋转蜗杆00以调整首个滑台70Ⅰ的位置，然后调节锁定旋钮52Ⅰ，使与前端传动模组1连接滑台70Ⅰ的螺纹螺杆轴50Ⅰ处于锁定状态。

S02.转动螺纹螺杆轴50Ⅱ的调节轮51Ⅱ来调节滑台70Ⅱ的相对位置，使滑台70Ⅰ和滑台70Ⅱ相对于挡板80的间隔为设定的单根光纤允许量程L，然后调节锁定旋钮52Ⅱ，使螺纹螺杆轴50Ⅱ处于锁定状态。

S03.重复步骤S03，依次调节滑台的位置。

S04.将测试光纤81Ⅰ、81Ⅱ、81Ⅲ有效测试段的一端分别固定于滑台70Ⅰ、70Ⅱ、70Ⅲ的动夹具72(I、II、III)上，另一端固定于挡板80上的静夹具82(I、II、III)上，测试光纤81(I、II、III)需处于预拉状态。

S05.用BOTDA光纤解调仪分别测试每根光纤的初始状态布里渊反射光频率数据，其中，光纤81Ⅰ初始状态数据为f₁₁，光纤81Ⅱ初始状态数据为f₂₁，光纤81Ⅲ初始状态数据为f₃₁，同时将滑台上的数显式游标卡尺读数调零。

S06.松开所有锁定旋钮(52Ⅰ、52Ⅱ、52Ⅲ)，通过蜗杆00将待测应变量L_总输入传动前端传动模组1，前端传动齿轮组10I的传动接续轮12把待测应变量L_总传递到螺纹螺杆轴50Ⅰ中，从而带动滑台70Ⅰ移动，使光纤81I产生最大位移或变形量ΔL₁，前端传动模组1依次向接续传动模组2II、2III传递位移或变形量，使光纤81II、82II依次产生最大位移或变形量ΔL₂、ΔL₃。

S07.用BOTDA光纤解调仪分别连续测试每根光纤的布里渊反射光频率f，特别是滑台70Ⅱ开始移动时，即光纤81I产生最大位移或变形量ΔL₁时，光纤81Ⅱ的布里渊反射光频率数据f₂₁和光纤81Ⅰ的布里渊反射光频率数据f₁₂，以及滑台70Ⅰ上游标卡尺读数L₁₁和滑台70Ⅱ上游标卡尺读数L₂₁。

S08.以此类推，测量滑台70Ⅲ移动时，即光纤81II产生最大位移或变形量ΔL₂时，光纤81Ⅲ的布里渊反射光频率f₃₁和滑台70Ⅱ上面的光纤81Ⅱ的布里渊反射光频率f₂₂，以及滑台70Ⅱ上游标卡尺读数L₂₂和滑台70Ⅲ上游标卡尺读数L₃₁。

S09.在位移加载结束时，即光纤81III产生最大位移或变形量ΔL₃时，采集滑台70Ⅲ上的光纤81Ⅲ的最终布里渊反射光频率f₃₂，滑台70Ⅲ上游标卡尺读数L₃₂。

S10.根据光纤布里渊反射光频率测试结果结合以下原理进行基于光纤小应变的大变形测试数据处理。

由应变引起的布里渊频率漂移值f_ε＝f_b-f_a

其中，f_a—BOTDA测试的布里渊频率基准值，

f_b—BOTDA测试的布里渊频率测量值。

光纤应变量Δε＝f_ε/C_f,ε

式中，C_f,ε—光纤应变系数；

f_ε—由应变引起的布里渊频移值；

单根光纤的伸长量Δl＝Δε*L。其中，L为光纤拉伸前长度。

S11.基于光纤小应变的大变形测试装置测量的每根光纤的最大位移或变形量Δl_i(i＝1,2…n)，本发明装置所能测试的最大变形量 其中第1根光纤的最大位移或变形量为Δl₁，第n根光纤的最大位移或变形量为Δl_n，L_总为被测试的n根光纤最大位移或变形量Δl_i的累计值。

本发明装置基于光纤小应变的大变形测试装置，可以根据实际测试需要增加测试单元，从而使本发明装置的测试量程大大增加。

本发明装置基于光纤小应变的大变形测试装置，也可以作为光纤应变系数标定的试验装置，可做到多组试验同时进行的有益效果。

具体的上述的L_总为已知量，光纤III的应变量△ε₃＝ΔL₃/L＝(L₃₂-L)/L，光纤III的光纤应变系数C_f,ε＝(f₃₂-f₃₁)*L/(L₃₂-L)。

Claims (11)

1.一种基于光纤小应变的大变形测试装置，包括BOTDA光纤解调仪，BOTDA光纤解调仪接入多根光纤的两端，形成多个测试回路，其特征在于，多根所述光纤一端分别被静夹具夹持，另一端分别被动夹具夹持，多个动夹具被构造设计为被多个滑块分别驱动将光纤相对静夹具拉伸，多个滑块分别与各传动模组共同一螺纹螺杆轴穿设轴枢，以分别接受各传动模组轴转驱动，各传动模组通过辅助齿轮轴侧平行并靠啮接，各传动模组包括呈端侧平行并靠组接的前端传动齿轮组、或和接续传动齿轮，所述前端传动齿轮组与接续传动齿轮组在轴端预订轴转碰触，进行接续转动，前端传动齿轮组与螺纹螺杆轴连结，接续齿轮组相对螺纹螺杆轴转动连接，一传动机构耦合一前端传动齿轮组，用于输入待测应变量L_总，多个游标卡尺布置于动夹具和静夹具之间，用于测量光纤拉伸前长度L。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括箱体，所述的箱体内收容架设定位多个传动模组，箱体内收容有润滑油，前端传动齿轮组和接续传动齿轮组浸润在润滑油中，所述传动机构为贯穿箱体的蜗杆。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述前端传动齿轮组，其承接圆周侧应变量输入或轴向应变量输出，其内设一被固定的第一行星齿轮架及轴枢配套之多个第一行星齿轮，第一行星齿轮中心轴向啮接枢设传动接续轮，第一行星齿轮轴向啮接第一内齿环，第一内齿环的端轴与螺纹螺杆轴连结轴转。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述接续传动齿轮组，其呈同心轴枢承接该前端传动模组的输出应变量，并通过一第二内环齿与辅助齿轮并靠啮接，沿圆周侧输出应变量，第二内环齿内啮接多个第二行星齿轮及轴枢配套的一被固定的第二行星齿轮架，接续传动齿轮组的端轴与螺纹螺杆轴间隙配合。

5.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述箱体的底板侧设有调节螺孔，并螺设锁定旋钮，以调整紧迫螺纹螺杆轴。

6.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述前端传动齿轮组的第一内环齿端面有凸设销键。

7.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述接续齿轮组的第二内环齿端面有凹设弧形键槽，弧形键槽弧长为第二内环齿圆周长的9/10。

8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述螺纹螺杆轴轴侧平行布置基准轴。

9.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，承接传动机构输入待测应变量L_总的所述的第一内环齿圆周设为斜齿，与辅助齿轮啮接所述的第一内环齿圆周设为直齿。

10.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述螺纹螺杆轴远离滑台的一端设有调节手轮，调节手轮与螺纹螺杆轴用销连接。

11.根据权利要求1所述的测试装置的大变形测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01.将N根光纤的一端分别固定于滑台的动夹具上，另一端分别固定于静夹具上，使N根光纤处于预拉状态，并测量光纤的拉伸前长度L_n，及初始状态布里渊反射光频率数据f_ij，其中i表示光纤的编号，i＝1…n，j为1或2，j＝1表示拉伸前，j＝2表示拉伸后；

S02.通过所述传动机构待测应变量L_总输入至各传动模组，从而带动各滑台依次移动，使各光纤依次产生最大位移或变形量ΔL_i，用BOTDA光纤解调仪分别连续测试每根光纤的布里渊反射光频率f_ij，其中i表示光纤的编号，用游标卡尺分别连续测试每根光纤的拉伸后长度L_nj，其中i表示光纤的编号，i＝1…n，j为1或2，j＝1表示拉伸前，j＝2表示拉伸后；

S03.根据公式△L_i＝△ε_i×L_i求各光纤依次产生最大位移或变形量，各光纤的最大位移或变形量即第N+1根光纤所在的滑台发生位移时第N根光纤的位移或变形量，△ε_i为各光纤应变量，△ε_i＝f_ε/C_f,ε,f_ε＝f_i2-f_i1，C_f,ε为光纤应变系数，f_ε为由应变引起的布里渊频移值，f_i1为BOTDA测试的布里渊频率基准值，f_i2为BOTDA测试的布里渊频率测量值；

S04.根据公式求输入的待测应变量。