CN117029712A - 一种温度自补偿光纤光栅应变计及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种温度自补偿光纤光栅应变计及其测量方法，涉及监测应变计技术领域，该温度自补偿光纤光栅应变计包括：第一安装基座、第二安装基座、第一光纤光栅敏感元件、第二光纤光栅敏感元件、第一活动组件及第二活动组件。通过第一光纤光栅敏感元件和第二光纤光栅敏感元件交叉设置于第一活动组件及第二活动组件之间，两活动组件发生微小变形时，第一光纤光栅敏感元件产生第一应变数据，第二光纤光栅敏感元件产生第二应变数据。将第一应变数据与第二应变数据作差，第一应变数据中的第一温度应变值和第二应变数据中的第二温度应变值相互抵消，得到2倍的消除温度影响的应变值，通过修正得到轴向应变值，实现了在土木工程中对结构健康的长期监测。

Description

一种温度自补偿光纤光栅应变计及其测量方法

技术领域

本发明涉及监测应变计技术领域，特别是涉及一种温度自补偿光纤光栅应变计及其测量方法。

背景技术

目前,监测应变计按信号类型基本上分为两类：一类是传统电信号的应变计，另外一类是光信号应变计。

在工程项目上大量使用的传统监测应变计为电信号的应变计，但是，由于工程施工环境复杂恶劣，电信号应变计在实际应用中受各种电磁干扰比较严重，且由于电信号在长导线的传输过程中容易衰减电信号，使电信号应变计的信号传输有效距离受到限制，这些都是电信号类应变计不可避免的问题。

在此前提下，光信号应变计中的光纤光栅应变计的抗干扰、长距离传输等技术优势就显得尤为突出。光信号应变计，按测量原理来说分为两类：一类是功能型，一类是非功能型，区别就是功能型应变计是把光纤作为敏感元件，而非功能型则只把光纤作为一种传输媒介。光纤光栅应变计是一种功能型光纤应变计，它基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对布拉格光栅波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤应变计。光纤光栅应变计与传统电信号应变计相比，受温度影响较大。目前，光纤光栅应变计由于制造工艺和安装工艺的限制，在测量中无法自动排除温度影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度自补偿光纤光栅应变计及其测量方法，以解决光纤光栅应变计在测量中无法自动排除温度影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种温度自补偿光纤光栅应变计，包括：

第一安装基座、第二安装基座、第一光纤光栅敏感元件、第二光纤光栅敏感元件、第一活动组件及第二活动组件；

所述第一安装基座及所述第二安装基座安装于待测结构体上；所述第一安装基座及所述第二安装基座用于获取待测结构体产生的应变；当所述待测结构体受到所述应变产生的应力作用时，所述第一安装基座和所述第二安装基座发生微小相对位移；

所述第一活动组件设置于所述第一安装基座上，所述第二活动组件设置于所述第二安装基座上；当所述第一安装基座和所述第二安装基座发生微小相对位移时，所述第一活动组件与所述第二活动组件同时发生微小变形；

所述第一光纤光栅敏感元件和所述第二光纤光栅敏感元件交叉设置于所述第一活动组件及所述第二活动组件之间；所述第一光纤光栅敏感元件用于通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第一应变数据；所述第二光纤光栅敏感元件用于通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第二应变数据；所述第一应变数据包括所述应力引起的第一应变值和温度引起的第一温度应变值；所述第二应变数据包括所述应力引起的第二应变值和温度引起的第二温度应变值；所述第一应变值和所述第二应变值大小相等、符号相反；所述第一温度应变值和所述第二温度应变值大小相等、符号相同。

可选地，所述第一光纤光栅敏感元件包括第一钢丝基底、第一光纤光栅及第一封层；

所述第一光纤光栅敏感元件的连接部分附着在所述第一钢丝基底上；

所述第一封层封装附着在一起的所述第一钢丝基底及所述第一光纤光栅。

可选地，所述第二光纤光栅敏感元件包括第二钢丝基底、第二光纤光栅及第二封层；

所述第二光纤光栅敏感元件的连接部分附着在所述第二钢丝基底上；

所述第二封层封装附着在一起的所述第二钢丝基底及所述第二光纤光栅。

可选地，所述第一钢丝基底及所述第二钢丝基底为弹性钢丝材料制成的敏感元件基底。

可选地，还包括：带弹性波纹管壳体；

所述带弹性波纹管壳体焊接于所述第一安装基座及所述第二安装基座之间；

所述第一光纤光栅敏感元件、所述第二光纤光栅敏感元件、所述光纤连接体、所述第一活动组件及所述第二活动组件均设置于所述带弹性波纹管壳体内。

可选地，所述第一钢丝基底的第一端点及所述第二钢丝基底的第二端点固定设置于所述第一活动组件上，所述第一钢丝基底的第二端点及所述第二钢丝基底的第一端点固定设置于所述第二活动组件上；

所述第一钢丝基底的第一端点及所述第二钢丝基底的第一端点位于同一竖直线；所述第一钢丝基底的第二端点及所述第二钢丝基底的第二端点位于同一竖直线。

可选地，还包括：光纤连接件；

所述光纤连接件，用于连接所述第一光纤光栅及所述第二光纤光栅。

可选地，还包括：第一铠装光缆及第二铠装光缆；

所述第一铠装光缆，与所述第一光纤光栅连接，并通过所述第一安装基座引出，用于串联外部传感器或作为备用铠装光缆；

所述第二铠装光缆，与所述第二光纤光栅连接，并通过所述第二安装基座引出，用于串联外部传感器或作为备用铠装光缆。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种温度自补偿光纤光栅应变计的测量方法，包括：

利用第一安装基座及第二安装基座获取待测结构体产生的应变；当所述待测结构体受到所述应变产生的应力作用时，所述第一安装基座和所述第二安装基座发生微小相对位移，第一活动组件与第二活动组件同时发生微小变形；

利用第一光纤光栅敏感元件通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第一应变数据；所述第一应变数据包括所述应力引起的第一应变值和温度引起的第一温度应变值；

利用第二光纤光栅敏感元件通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第二应变数据；所述第二应变数据包括所述应力引起的第二应变值和温度引起的第二温度应变值；所述第一应变值和所述第二应变值大小相等、符号相反；所述第一温度应变值和所述第二温度应变值大小相等、符号相同；

将所述第一应变数据与所述第二应变数据作差，抵消掉所述第一温度应变值和所述第二温度应变值，得到2倍的消除温度影响的应变值，再除以2，并乘以修正系数，得到轴向应变值。

可选地，所述轴向应变值为：

ε＝k[(ε₁-ε_t1)-(ε₂-ε_t2)]/2＝k(ε₁-ε₂)/2；

其中，ε为轴向应变值，ε₁为第一应变数据，ε_t1为第一温度应变值，ε₁-ε_t1为第一应变值，ε₂为第二应变数据，ε_t2为第二温度应变值，ε₂-ε_t2为第二应变值，k为修正系数。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的温度自补偿光纤光栅应变计及其测量方法，通过第一光纤光栅敏感元件(Toughened fiber bragg grating，TFBG)和第二光纤光栅敏感元件交叉设置于第一活动组件及第二活动组件之间。当第一活动组件和第二活动组件随着第一安装基座和第二安装基座发生微小相对位移而发生微小变形时，第一光纤光栅敏感元件通过第一活动组件与第二活动组件发生的微小变形产生第一应变数据；第二光纤光栅敏感元件通过第一活动组件与第二活动组件发生的微小变形产生第二应变数据；第一应变数据包括应力引起的第一应变值和温度引起的第一温度应变值，第二应变数据包括应力引起的第二应变值和温度引起的第二温度应变值；第一应变值和第二应变值大小相等、符号相反；第一温度应变值和第二温度应变值大小相等、符号相同。将第一应变数据与第二应变数据作差，第一温度应变值和第二温度应变值相互抵消，得到没有温度影响的2倍的消除温度影响的应变值，通过修正可以得到轴向应变值，从而真正地实现在土木工程中对结构健康长期监测的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的温度自补偿光纤光栅应变计的结构示意图；

图2为本发明所提供的温度自补偿光纤光栅应变计的第一光纤光栅敏感元件的结构示意图；

图3为本发明所提供的温度自补偿光纤光栅应变计的测量方法流程图。

符号说明：

第一安装基座—1，第二安装基座—2，第一活动组件—3，第二活动组件—4，第一光纤光栅敏感元件—5，第二光纤光栅敏感元件—6，光纤连接件—7，第一铠装光缆—8，第二铠装光缆—9，带弹性波纹管壳体—10，第一钢丝基底—11，第一光纤光栅—12，第一封层—13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种温度自补偿光纤光栅应变计及其测量方法，通过第一光纤光栅敏感元件和第二光纤光栅敏感元件交叉设置于第一活动组件3及第二活动组件之间这种结构，以及作差的计算方法，可以消除温度对光纤光栅的影响，从而实现在土木工程中，对结构健康的长期监测。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图2所示，本发明提供一种温度自补偿光纤光栅应变计，主要包括：第一安装基座1、第二安装基座2、第一活动组件3、第二活动组件4、第一光纤光栅敏感元件5及第二光纤光栅敏感元件6。

第一安装基座1及第二安装基座2安装于待测结构体上；第一安装基座1及第二安装基座2用于获取待测结构体产生的应变；当待测结构体受到应变产生的应力作用时，第一安装基座1和第二安装基座2发生微小相对位移。

第一活动组件3设置于第一安装基座1上，第二活动组件4设置于第二安装基座2上；当第一安装基座1和第二安装基座2发生微小相对位移时，第一活动组件3与第二活动组件4同时发生微小变形。

第一光纤光栅敏感元件5和第二光纤光栅敏感元件6交叉设置于第一活动组件3及第二活动组件4之间；第一光纤光栅敏感元件5用于通过第一活动组件3与第二活动组件4发生的微小变形产生第一应变数据；第二光纤光栅敏感元件6用于通过第一活动组件3与第二活动组件4发生的微小变形产生第二应变数据；第一应变数据包括应力引起的第一应变值和温度引起的第一温度应变值；第二应变数据包括应力引起的第二应变值和温度引起的第二温度应变值；第一应变值和第二应变值大小相等、符号相反；第一温度应变值和第二温度应变值大小相等、符号相同。

进一步的，第一光纤光栅敏感元件5包括第一钢丝基底11、第一光纤光栅12及第一封层13。第一光纤光栅敏感元件5的连接部分附着在第一钢丝基底11上；第一封层13封装附着在一起的第一钢丝基底11及第一光纤光栅12。

进一步的，第二光纤光栅敏感元件6包括第二钢丝基底、第二光纤光栅及第二封层。第二光纤光栅敏感元件6的连接部分附着在第二钢丝基底上；第二封层封装附着在一起的第二钢丝基底及第二光纤光栅。

需要特别说明的是，第二光纤光栅敏感元件6与第一光纤光栅敏感元件5的结构完全相同。

具体的，第一钢丝基底11及第二钢丝基底为弹性钢丝材料制成的敏感元件基底，具体采用弹性度高的钢丝作为第一钢丝基底11及第二钢丝基底。

具体的，第一光纤光栅敏感元件5和第二光纤光栅敏感元件6的具体设置方式为：第一钢丝基底11的第一端点及第二钢丝基底的第二端点固定设置于第一活动组件3上，第一钢丝基底11的第二端点及第二钢丝基底的第一端点固定设置于第二活动组件4上。其中，第一钢丝基底11的第一端点及第二钢丝基底的第一端点位于第一竖直方向；第一钢丝基底11的第二端点及第二钢丝基底的第二端点位于第二竖直方向。

其中，第一活动组件3及第二活动组件4作为第一光纤光栅敏感元件5及第二光纤光栅敏感元件6的应力反应支架。交叉设置的第一光纤光栅敏感元件5及第二光纤光栅敏感元件6作为本发明所提供的温度自补偿光纤光栅应变计的核心元件。

进一步的，还包括：带弹性波纹管壳体10。带弹性波纹管壳体10焊接于第一安装基座1及第二安装基座2之间。

其中，第一光纤光栅敏感元件5、第二光纤光栅敏感元件6、光纤连接体、第一活动组件3及第二活动组件4均设置于带弹性波纹管壳体10内。

进一步的，还包括：光纤连接件7。光纤连接件7用于连接第一光纤光栅12及第二光纤光栅。

进一步的，还包括：第一铠装光缆8及第二铠装光缆9。

第一铠装光缆8，与第一光纤光栅12连接，并通过第一安装基座1引出，用于串联外部传感器或作为备用铠装光缆；第二铠装光缆9，与第二光纤光栅连接，并通过第二安装基座2引出，用于串联外部传感器或作为备用铠装光缆。

本发明中，第一光纤光栅敏感元件5、第一光纤光栅敏感元件5、带弹性波纹管壳体10、第一活动组件3、第二活动组件4、第一安装基座1、第二安装基座2、及光纤连接件7为应变计的固定连接结构。并且，带弹性波纹管壳体10为密封壳体。

本发明为一种功能型光纤应变计，即光纤光栅应变计，它是基于光纤光栅的传感过程，是通过外界物理参量对布拉格光栅波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤应变计。本发明采用了传统电信号应变计的耐久结构与光信号应变计两者的优点，并克服两者的缺点，综合起来并消除了温度对光纤光栅的影响因素，达到在土木工程结构健康监测长期使用的目的。

此外，本发明还具有结构简单、能够实现温度自补偿，抗干扰能力强，可靠性、稳定性高，灵敏度高、易于进行组网测量等优异性能。

实施例二

如图3所示，本发明提供一种温度自补偿光纤光栅应变计的测量方法，应用于实施例一的温度自补偿光纤光栅应变计，包括：

步骤301，利用第一安装基座及第二安装基座获取待测结构体产生的应变；当待测结构体受到应变产生的应力作用时，第一安装基座和第二安装基座发生微小相对位移，第一活动组件与第二活动组件同时发生微小变形。

步骤302，利用第一光纤光栅敏感元件通过第一活动组件与第二活动组件发生的微小变形产生第一应变数据；第一应变数据包括应力引起的第一应变值和温度引起的第一温度应变值。

步骤303，利用第二光纤光栅敏感元件通过第一活动组件与第二活动组件发生的微小变形产生第二应变数据；第二应变数据包括应力引起的第二应变值和温度引起的第二温度应变值。第一应变值和第二应变值大小相等、符号相反；第一温度应变值和第二温度应变值大小相等、符号相同。

步骤304，将第一应变数据与第二应变数据作差，抵消掉第一温度应变值和第二温度应变值，得到2倍的消除温度影响的应变值，再除以2，并乘以修正系数，得到轴向应变值。

具体的，轴向应变值为：

ε＝k[(ε₁-ε_t1)-(ε₂-ε_t2)]/2＝k(ε₁-ε₂)/2；

其中，ε为轴向应变值，ε₁为第一应变数据，ε_t1为第一温度应变值，ε₁-ε_t1为第一应变值，ε₂为第二应变数据，ε_t2为第二温度应变值，ε₂-ε_t2为第二应变值，k为修正系数，理想状况下，k≈1。

实施例三

下面对本发明所提供的温度自补偿光纤光栅应变计的结构组成、制作方法及工作原理做详细介绍。

本发明所提供的温度自补偿光纤光栅应变计，通过第一封层13将第一光纤光栅12附着在在尺寸适应、且为高弹性钢丝的第一钢丝基底11上，并通过第二封层将第二光纤光栅附着在尺寸适应、且为高弹性钢丝的第二钢丝基底上，形成两个一体化的钢化光纤光栅敏感元件，上述钢化工艺解决了光纤脆断问题。本发明中，同时布设两个TFBG，其两端交叉紧固在四个夹头上，工作时一个受拉一个受压，作为两个传感体，以双倍的灵敏度测量微应变。这两个TFBG的微应变之差就是实际的微应变的2倍。因这两个TFBG的温度变化相同，因此可以直接去除温度对TFBG的影响，具有较好灵敏度和较高的测量精度。

由于本发明直接采用第一光纤光栅12来测量第一钢丝基底11的应变变化，采用第二光纤光栅来测量第二钢丝基底的应变变化，其测量精度取决于第一光纤光栅12及第二光纤光栅本身测量精度、第一钢丝基底11及第二钢丝基底的线性度，以及应变的传递效率。因此，为了使测量更准确，本发明采用具有较高弹性的钢丝做第一钢丝基底11及第二钢丝基底，并采取特殊耦合工艺，使其具有较好的变形传递效果，两个TFBG的应用也可解决光纤光栅的应变和温度的交叉敏感问题。

具体的，在制作本发明所提供的温度自补偿光纤光栅应变计时，选用高弹性钢丝或其他高弹性材料作为第一钢丝基底11及第二钢丝基底，根据不同种类的应变计需要，截取相应尺寸(50～200mm)，在其作为第一钢丝基底11及第二钢丝基底部分的1/4和3/4处做好标记。在光纤刻栅时，主要利用紫外激光垂直照射掺锗载氢光纤，引起纤芯折射率周期性调制形成第一光纤光栅12及第二光纤光栅。而形成第一光纤光栅12及第二光纤光栅的过程，具体为：将单模裸光纤进行载氢处理，增强光纤的光敏性，并将光纤固定在均匀模板上，使之贴近。调整激光器输出50mW的光功率。打开微机的扫描移动平台和激光器控制程序，输入曝光点位置和曝光时间等参数；启动扫描平台按设定参数运行，按第一钢丝基底11的长度比例1/4～3/4刻制第一光纤光栅12，并按第二钢丝基底的长度比例1/4～3/4刻制第二光纤光栅，中心波长1310nm；将制作完成的第一光纤光栅12及第二光纤光栅放在除油碱液中，75C°加热30分钟。

在制作第一光纤光栅敏感元件5及第二光纤光栅敏感元件6时，首先，用解调仪来配合将第一光纤光栅12和第一钢丝基底11置于有一定应力的安装架上，即第一活动组件3上，保持两者挨近且处于平行状态，再将第二光纤光栅和第二钢丝基底置于有一定应力的安装架上，即第二活动组件4上，保持两者挨近，且处于平行状态；其次，采用特殊高温组合胶水将第一光纤光栅12粘贴在标好尺寸的第一钢丝基底11上，将第二光纤光栅粘贴在标好尺寸的第二钢丝基底上，进行封装，封装后，胶层厚度<0.5mm，并在高温下固定；最后，利用第一封层13对第一光纤光栅12及第一钢丝基底11进行保护层封装，使得第一光纤光栅12和第一钢丝基底11作为一个整体TFBG传感单元，即第一光纤光栅敏感元件5，利用第二封层对第二光纤光栅及第二钢丝基底进行保护层封装，使得第二光纤光栅和第二钢丝基底作为一个整体TFBG传感单元，即第二光纤光栅敏感元件6。

在制作温度自补偿光纤光栅应变计时，准备原材料配件：2根TFBG、套管、两个带有夹头的活动安装架、弹簧、密封圈及活动固定件。将两个TFBG中的钢丝基底的一端固定在同一个活动安装架上，两个TFBG钢丝基底交叉穿过另外一个活动安装架的夹头后张紧，通过应变架输出标准应变，利用光信号解调仪读取光纤光栅的信号输出，使其保持在一定的应变范围内。将张紧后的两个TFBG的钢丝基底固定在另外一个活动安装架，使得两个活动安装架与弹簧保持平衡状态；将活动夹头一边的TFBG与活动夹头固定后把多出部分剪掉。再将活动安装架置于套管内，用密封圈与套管紧密接触，防止两端进水。活动固定件与安装架连接作为应变计的感应装置，使其能够与待测结构体产生同步应变变形。

率定时，应变率定，保持室温在25C°左右，采用应变架输出标准应变，利用光信号解调仪读取第一光纤光栅12及第二光纤光栅的信号输出，记录并形成率定表。温度率定，可控式恒温箱进行温度标定。进行高低温实验，确定应变计的信号线性范围，给出工作温度。将每只标定后的仪器按生产日期打上序列号。率定表和其他出厂文件附在应变计包装内。

测量时，可以根据不同的需要组装成相应的各种类型的传感器，其输出信号均为光信号，如应变计、渗压计、裂缝计、位移计及钢筋计等等。

根据光纤光栅耦合膜理论：光纤Bragg光栅的中心波长λ_B可表示为：

λ_B＝2n_effΛ，

其中，n_eff为芯层导膜的有效折射率，Λ为光栅的栅距周期。

应力引起的FBG中心波长变化Δλ_B公式可表示为：

Δλ_B＝2Δn_effΛ+2n_effΔΛ。

应力作用下，光弹效应导致n_eff为变化Δn_eff，表示为：

其中，P₁₁、P₁₂为弹光系数，v为纤芯材料柏松比，ε为轴向应变值。

其中，变形导致Λ变化ΔΛ为：

ΔΛ＝Λε；

综合上列各式，温度不变时，光纤受均匀应力产生的轴向应变ε与FBG中心波长变化Δλ_B的关系式为：

Δλ_B＝kλ_Bε；

其中，k为应变因子，

当温度变化时，由热膨胀效应引起的光栅周期变化ΔΛ为：

ΔΛ＝αΛΔT；

其中，α为光纤热膨胀系数，ΔT为温度变化。

热光效应引起的折射率变化Δn_eff为：

Δn_eff＝ξn_effΔT；

其中，ξ为光纤的热光系数。

光栅波长在温度场的可表示为：

两个光纤光栅敏感元件TFBG的两端分别固定在可活动的组件上，第一光纤光栅12的微应变对应第一钢丝基底11，第二光纤光栅的微应变对应第二钢丝基底，当活动组件产生相对位移时，这第一钢丝基底11及第二钢丝基底的应变变化方向相反，将测量到的两个应变相减就得到2倍的消除温度影响的应变值，由于两个TFBG的温度线膨胀系数相同，且大小长度一致，可以基本去除由温度导致的应变。二者通过光纤连接件7连接，第一光纤光栅12及第二光纤光栅最终通过光纤通道引出接入到光信号解调仪，输出相应的物理量值。

本发明采用了一体化元件TFBG，能够应用到多种类型的应变计中去。这种一体化元件应变方向有应变计方向一致，提高了应变计的测量精度；结构简单、易于生产，节约成本。本发明主要核心部件TFBG与壳体没有物理接触，能够有效保护应变计的敏感元件不受外力损坏，避免了安装过程中壳体变形导致的应变计失效。具备光纤应变计本来的优点，耐久性高，传输距离远，抗干扰能力强。本发明采用了通用的一体化元件TFBG，能够应用到多种类型的应变计中去。采用两个一体化元件TFBG，一个拉应变，一个压应变，去除了温度影响，有效的提高了应变计的测量精度和灵敏度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的结构及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，包括：第一安装基座、第二安装基座、第一光纤光栅敏感元件、第二光纤光栅敏感元件、第一活动组件及第二活动组件；

所述第一安装基座及所述第二安装基座安装于待测结构体上；所述第一安装基座及所述第二安装基座用于获取待测结构体产生的应变；当所述待测结构体受到所述应变产生的应力作用时，所述第一安装基座和所述第二安装基座发生微小相对位移；

所述第一活动组件设置于所述第一安装基座上，所述第二活动组件设置于所述第二安装基座上；当所述第一安装基座和所述第二安装基座发生微小相对位移时，所述第一活动组件与所述第二活动组件同时发生微小变形；

所述第一光纤光栅敏感元件和所述第二光纤光栅敏感元件交叉设置于所述第一活动组件及所述第二活动组件之间；所述第一光纤光栅敏感元件用于通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第一应变数据；所述第二光纤光栅敏感元件用于通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第二应变数据；所述第一应变数据包括所述应力引起的第一应变值和温度引起的第一温度应变值；所述第二应变数据包括所述应力引起的第二应变值和温度引起的第二温度应变值；所述第一应变值和所述第二应变值大小相等、符号相反；所述第一温度应变值和所述第二温度应变值大小相等、符号相同。

2.根据权利要求1所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，所述第一光纤光栅敏感元件包括第一钢丝基底、第一光纤光栅及第一封层；

所述第一光纤光栅敏感元件的连接部分附着在所述第一钢丝基底上；

所述第一封层封装附着在一起的所述第一钢丝基底及所述第一光纤光栅。

3.根据权利要求2所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，所述第二光纤光栅敏感元件包括第二钢丝基底、第二光纤光栅及第二封层；

所述第二光纤光栅敏感元件的连接部分附着在所述第二钢丝基底上；

所述第二封层封装附着在一起的所述第二钢丝基底及所述第二光纤光栅。

4.根据权利要求3所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，所述第一钢丝基底及所述第二钢丝基底为弹性钢丝材料制成的敏感元件基底。

5.根据权利要求4所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，还包括：带弹性波纹管壳体；

所述带弹性波纹管壳体焊接于所述第一安装基座及所述第二安装基座之间；

所述第一光纤光栅敏感元件、所述第二光纤光栅敏感元件、所述光纤连接体、所述第一活动组件及所述第二活动组件均设置于所述带弹性波纹管壳体内。

6.根据权利要求5所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，所述第一钢丝基底的第一端点及所述第二钢丝基底的第二端点固定设置于所述第一活动组件上，所述第一钢丝基底的第二端点及所述第二钢丝基底的第一端点固定设置于所述第二活动组件上；

所述第一钢丝基底的第一端点及所述第二钢丝基底的第一端点位于同一竖直线；所述第一钢丝基底的第二端点及所述第二钢丝基底的第二端点位于同一竖直线。

7.根据权利要求6所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，还包括：光纤连接件；

所述光纤连接件，用于连接所述第一光纤光栅及所述第二光纤光栅。

8.根据权利要求7所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，还包括：第一铠装光缆及第二铠装光缆；

所述第一铠装光缆，与所述第一光纤光栅连接，并通过所述第一安装基座引出，用于串联外部传感器或作为备用铠装光缆；

所述第二铠装光缆，与所述第二光纤光栅连接，并通过所述第二安装基座引出，用于串联外部传感器或作为备用铠装光缆。

9.一种温度自补偿光纤光栅应变计的测量方法，应用于权利要求1-8任一项所述的温度自补偿光纤光栅应变计，其特征在于，包括：

利用第一安装基座及第二安装基座获取待测结构体产生的应变；当所述待测结构体受到所述应变产生的应力作用时，所述第一安装基座和所述第二安装基座发生微小相对位移，第一活动组件与第二活动组件同时发生微小变形；

利用第一光纤光栅敏感元件通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第一应变数据；所述第一应变数据包括所述应力引起的第一应变值和温度引起的第一温度应变值；

利用第二光纤光栅敏感元件通过所述第一活动组件与所述第二活动组件发生的微小变形产生第二应变数据；所述第二应变数据包括所述应力引起的第二应变值和温度引起的第二温度应变值；所述第一应变值和所述第二应变值大小相等、符号相反；所述第一温度应变值和所述第二温度应变值大小相等、符号相同；

将所述第一应变数据与所述第二应变数据作差，抵消掉所述第一温度应变值和所述第二温度应变值，得到2倍的消除温度影响的应变值，再除以2，并乘以修正系数，得到轴向应变值。

10.根据权利要求9所述的温度自补偿光纤光栅应变计的测量方法，其特征在于，所述轴向应变值为：

ε＝k[(ε₁-ε_t1)-(ε₂-ε_t2)]/2＝k(ε₁-ε₂)/2；

其中，ε为轴向应变值，ε₁为第一应变数据，ε_t1为第一温度应变值，ε₁-ε_t1为第一应变值，ε₂为第二应变数据，ε_t2为第二温度应变值，ε₂-ε_t2为第二应变值，k为修正系数。