数据处理装置及数据处理方法技术领域
本发明涉及一种对由分布型的光纤传感器测定出的应变分布数据进行处理的数
据处理装置及数据处理方法。
本申请基于2015年12月28日申请的日本专利申请第2015-256344号而要求优先
权，并在这里引用其内容。
背景技术
在使用光纤传感器对应变进行测定的光纤传感的领域，通常使用FBG(Fiber
Bragg Grating)传感器。关于FBG传感器，例如在非专利文献(Optical Fiber Sensors
Guide-Fundamentals&Applications-,Micron Optics(http://www.micronoptics.com/
uploads/documents/Updated_Opt ical_Fiber_Sensors_Guide_130529.pdf))中进行了公
开。FBG传感器是在光纤的纤芯的内部形成有多个FBG元件(衍射光栅)的传感器，通过使用
FBG传感器对光纤的内部的布拉格波长的反射光的光谱进行解析，从而能够对在光纤内形
成有FBG元件的位置的应变进行测定。此外，FBG传感器被称为准分布型的光纤传感器。
然而，在FBG传感器中，成为传感器部的FBG元件会发生离散化，另外，不能容易地
变更FBG元件的位置。因此，利用FBG传感器，无法取得任意位置处的应变分布数据。
关于这一点，利用了布里渊散射现象等的分布型的光纤传感器，通过一边切换进
行测定的位置(一边进行随机访问)，一边对各位置的应变进行测定，能够取得光纤全长范
围内的应变分布数据。此外，这样的光纤传感器也被称为随机访问型的光纤传感器。
然而，随机访问型的光纤传感器只能在某个时刻对一点的应变进行测定，因此在
利用随机访问型的光纤传感器而得到的各点的应变分布数据中，各点的测量时刻彼此不
同。因此，无法观察在同一时刻的应变分布。并且，即便根据测定出的应变而计算出测定对
象物的位移，也无法对测定对象物的振动模式进行观察。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够取得在同一时刻的应变分布数据的数据
处理装置及数据处理方法。
本发明涉及的数据处理装置的特征在于，具有：取得部，其取得由分布型的光纤传
感器在不同的时刻对光纤的多个位置的应变进行测定所得出的应变分布数据；以及插补
部，其通过由取得部所取得的应变分布数据的时间及位置的插补，从而对在同一时刻的光
纤的多个位置的应变进行计算。
在本发明涉及的数据处理装置中，如果取得部取得了应变分布数据，则插补部通
过该应变分布数据的时间及位置的插补，从而对在同一时刻的光纤的多个位置的应变进行
计算。由此，能够取得在同一时刻的光纤的应变分布数据。并且，例如，通过将光纤安装于桥
梁等测定对象物，能够取得在同一时刻的测定对象物的应变分布数据。
在该情况下，插补部优选通过由取得部所取得的应变分布数据的应变及位置的插
补，从而对在光纤的同一位置处的多个时间的应变进行计算。在该数据处理装置中，插补部
通过应变分布数据的应变及位置的插补，从而对在光纤的同一位置处的多个时间的应变进
行计算。由此，能够取得光纤的同一位置处的应变的时间性变化。并且，例如，通过将光纤安
装于桥梁等测定对象物，能够取得测定对象物的同一位置处的应变的时间性变化。
另外，优选还具有计算部，该计算部根据由插补部插补后的应变分布数据，对安装
有光纤的测定对象物的应变分布的时间性变化进行计算。在该数据处理装置中，计算部根
据由插补部插补后的应变分布数据而对测定对象物的应变分布的时间性变化进行计算，因
此能够容易地对测定对象物的振动模式等进行观察。
另外，优选还具有输出部，该输出部将由插补部插补后的应变分布数据进行输出。
在该数据处理装置中，输出部将由插补部计算出的应变分布数据进行输出，因此能够容易
地对在同一时刻的应变分布以及同一位置处的应变的时间性变化进行观察。
本发明涉及的数据处理方法的特征在于，具有下述步骤：取得由分布型的光纤传
感器在不同的时刻对光纤的多个位置的应变进行测定所得出的应变分布数据；以及通过所
述应变分布数据的时间及位置的插补，从而对在同一时刻的光纤的多个位置的应变进行计
算。
在本发明涉及的数据处理方法中，如果取得了应变分布数据，则通过所述应变分
布数据的时间及位置的插补，从而对在同一时刻的光纤的多个位置的应变进行计算。由此，
能够取得在同一时刻的光纤的应变分布数据。并且，例如，通过将光纤安装于桥梁等测定对
象物，能够取得在同一时刻的测定对象物的应变分布数据。
另外，优选通过应变分布数据的应变及位置的插补，从而对在光纤的同一位置处
的多个时间的应变进行计算。在该数据处理方法中，通过应变分布数据的应变及时间的插
补，从而对在光纤的同一位置处的多个时间的应变进行计算。由此，能够取得光纤的同一位
置处的应变的时间性变化。并且，例如，通过将光纤安装于桥梁等测定对象物，能够取得同
一位置处的应变的时间性变化。
根据本发明，能够取得在同一时刻的应变分布数据。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置的概略结构图。
图2是表示本发明的一个实施方式涉及的应变分布数据处理装置的概略框图。
图3是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中使用光纤传感器得到
的应变分布数据的图。
图4是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中利用插补部插补后的
应变分布数据的图。
图5是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置的实施例中使用的实验
装置的图，(a)为俯视图，(b)为左侧视图，(c)为主视图。
图6是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置的实施例中使用的实验
装置的梁部件的图，(a)为俯视图，(b)为仰视图。
图7是表示利用在梁部件安装的应变规对约束条件1的梁部件的应变进行测定所
得出的应变分布数据的图。
图8是表示图7所示的应变分布数据的0m地点处的应变的时间性变化的图。
图9是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中利用在梁部件安装的
光纤传感器对约束条件1的梁部件的应变进行测定所得出的应变分布数据的图。
图10是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中图9所示的所述应变
分布数据中的0m地点处的应变的时间性变化的图。
图11是表示对利用在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中使用的光纤
传感器所得到的应变分布数据以时间及位置进行插补后的应变分布数据的图。
图12是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中图11所示的所述应
变分布数据中的0m地点处的应变的时间性变化的图。
图13是表示在约束条件1下的对比结果的图，(a)是应变规的测定应变分布数据，
(b)是光纤传感器的测定应变分布数据，(c)是光纤传感器的插补应变分布数据。
图14是表示在约束条件2下的对比结果的图，(a)是应变规的测定应变分布数据，
(b)是光纤传感器的测定应变分布数据，(c)是光纤传感器的插补应变分布数据。
图15是表示在约束条件3下的对比结果的图，(a)是应变规的测定应变分布数据，
(b)是光纤传感器的测定应变分布数据，(c)是光纤传感器的插补应变分布数据。
图16是表示在约束条件4下的对比结果的图，(a)是应变规的测定应变分布数据，
(b)是光纤传感器的测定应变分布数据，(c)是光纤传感器的插补应变分布数据。
图17是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中各振动周期下的应
变规的测定应变分布数据与光纤传感器的插补应变分布数据的对比结果的图。
图18是表示在本发明的一个实施方式涉及的数据处理装置中光纤传感器的测定
应变分布数据以及光纤传感器的插补应变分布数据与应变规的测定应变分布数据的相关
性的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明涉及的数据处理装置、数据处理方法的优选的实施方式
进行详细说明。此外，在全部图中，对相同或者相当的结构、部位等标注相同的标号。
图1是表示数据处理装置的概略结构图。如图1所示，数据处理装置1包含光纤传感
器2和应变分布数据处理装置3。
光纤传感器2是用于在彼此不同的多个时刻对测定对象物4的多个位置的应变进
行测定的分布型的光纤传感器。作为分布型的光纤传感器2而具有利用了布里渊散射现象
的BOCDA(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis)、BOCDR(BrillouinOptical
Correlation Domain Reflectometry)、BOTDR(Brillouin Optical Time Domain
Reflectometer)等。其中，所述BOCDA及所述BOCDR被称为随机访问型的光纤传感器，特别适
用于本实施方式。光纤传感器2包含光纤21和测定器22。
光纤21安装于测定对象物4，在光纤21内近似地发生测定对象物4的应变。为了提
高应变的测定灵敏度，光纤21优选紧贴于测定对象物4而设置成直线状或者环状。
测定器22对光纤21的应变进行测定。测定器22利用受激布里渊散射现象等而对光
纤21的多个位置处的应变进行测定。已知，例如在光纤21内产生的受激布里渊散射光中，入
射光与布里渊背向散射光的频率差依赖于应变量。例如，使用对特定位置处的所述频率差
进行检测的BOCDA，测定器22利用射入至光纤21的泵浦光而产生受激布里渊散射光，对光源
(未图示)的频率进行调制。测定器22选择特定的位置处的受激布里渊散射光，对受激布里
渊散射光进行观测。并且，测定器22对局部地产生的受激布里渊散射光进行检测，对光纤21
的产生了受激布里渊散射光的位置处的应变进行计算。
但是，测定器22只能在一个时刻对一点的应变进行测定。因此，测定器22使光源的
调制频率进行变化而使局部地发生受激布里渊散射的位置连续地改变。通过以上的操作，
测定器22能够对光纤21的全长范围内的应变分布进行测定。即，光纤传感器2在彼此不同的
多个时刻对光纤21的多个位置的应变进行测定。由此，取得对在彼此不同的多个时刻的光
纤21的多个位置的应变进行测定所得出的应变分布数据。此外，应变分布数据由利用测定
器22测定出的多个应变测定值构成，具体地说，应变分布数据是由在彼此不同的大于或等
于2个时刻对光纤21的彼此不同的至少大于或等于2个位置的应变进行测定所得出的彼此
不同的大于或等于4个应变测定值构成的。在该情况下，如果取得了在彼此不同的大于或等
于3个时刻对光纤21的彼此不同的大于或等于2个位置的应变进行测定所得出的彼此不同
的大于或等于6个应变测定值，则适于对后面叙述的测定对象物4的振动模式进行观察。
应变分布数据处理装置3由个人计算机等计算机装置构成。应变分布数据处理装
置3能够连接光纤传感器2，基于从光纤传感器2得到的应变分布数据，对在同一时刻的测定
对象物4的多个位置处的应变进行计算。
图2是表示应变分布数据处理装置3的概略框图。如图2所示，应变分布数据处理装
置3包含取得部31、插补部32、计算部33、以及输出部34。
取得部31取得利用光纤传感器2得到的光纤21的应变分布数据。并且，取得部31将
所取得的应变分布数据发送至插补部32。
插补部32通过由取得部31所取得的应变分布数据的时间及位置的插补(面插补)，
对在同一时刻的光纤21的多个位置的应变进行计算。该插补能够利用公知的各种方法进
行，例如能够利用下述的式1或者式2进行。式1是以必须经过观测值的方式进行插补的
ExactMethod，式2是不经过观测值的ApproximateMethod(Lam,Nina Siu-Ngan."Spatial
interpolation methods:areview."The American Cartographer 10.2(1983):129-
150.)。此外，在式1及式2中，p表示应变，x表示位置，y表示时间，a表示系数，Z表示观测到的
应变。另外，在式1及式2中，N为大于或等于2的整数，优选为大于或等于3的整数。
[式1]
[式2]
在这里，参照图3及图4，对插补部32的插补处理进行说明。
图3是表示利用光纤传感器2得到的应变分布数据的图。在图3中，粗线是利用图6
所示的应变规16测定出的在光纤21发生的实际的应变，黑点是利用光纤传感器得到的应变
分布的数据。此外，在图3中，将应变分布数据即黑点利用细线连结。图4是表示利用插补部
插补后的应变分布数据的图。
如图3所示，利用光纤传感器2得到的应变分布数据由在多个位置处测定出的应变
测定值构成，但这些应变测定值均未进行同步，是在彼此不同的时刻测定出的值。因此，无
法对某个特定时刻在彼此不同的多个位置处的应变测定值进行观测。即，利用光纤传感器2
得到的光纤21的应变分布数据不同于在特定时刻的光纤21的应变的状态。
因此，如图4所示，插补部32通过对由取得部31所取得的应变分布数据以时间及位
置进行插补(通过沿时间轴方向和/或位置轴方向进行插补)，从而对每规定时间、且每规定
位置间隔的光纤21的应变(应变的分布)进行计算。由此，插补部32对在同一时刻(以下，包
含特定时刻的意思)的光纤21的彼此不同的多个位置的应变进行计算。此外，在图4中示出
了对每14毫秒、且每0.25m的光纤21的应变进行计算所得出的数据。在图4中，插补后的应变
分布数据可以利用曲面表现。
并且，插补部32通过由取得部31所取得的应变分布数据的应变及位置的插补(面
插补)，对光纤21的同一位置(以下，包含特定位置的意思)处在彼此不同的多个时间的应变
进行计算。该插补能够利用公知的各种方法进行，例如能够利用上述的式1或者式2进行。
计算部33根据由插补部32插补后的应变分布数据(插补应变分布数据)，对安装有
光纤21的测定对象物4的应变分布的时间性变化进行计算。如上所述，插补部32对测定对象
物4处的彼此不同的多个时刻和多个位置分别进行插补。计算部33根据该应变分布数据，对
测定对象物4处的应变分布的时间性变化进行计算。测定对象物4处的应变分布的时间性变
化能够利用例如测定对象物4的固有振动频率、测定对象物4的振动模式等表示。此外，固有
振动频率及振动模式的计算能够通过公知的方法进行。
输出部34将光纤21在同一时刻的彼此不同的多个位置的应变、以及光纤21的同一
位置处在彼此不同的多个时间的应变作为应变分布数据而进行输出。即，输出部34将利用
插补部32插补后的应变分布数据进行输出(参照图3)。输出部34的输出方式并不限定于本
实施方式，例如，也可以将应变分布数据作为图像而从显示装置进行输出，也可以将应变分
布数据作为文字而从印刷装置进行输出。另外，输出部34也可以将由计算部33计算出的测
定对象物4的时间性变化及位置性数据作为应变分布数据而进行输出。
下面，对应变分布数据处理方法进行说明。
首先，在测定步骤S1中，测定器22在彼此不同的多个时刻对光纤21的多个位置的
应变进行测定。光纤传感器2取得在彼此不同的多个时刻对光纤21的多个位置的应变进行
测定所得出的应变分布数据。
接下来，在取得步骤S2中，取得部31取得在测定步骤S1中得到的应变分布数据。
即，取得部31取得由光纤传感器2在彼此不同的多个时刻分别对光纤21的多个位置的应变
进行测定所得出的应变分布数据。
接下来，在插补步骤S3中，插补部32沿时间方向及位置方向对在取得步骤S2中所
取得的应变分布数据进行插补，对在同一时刻的光纤21的彼此不同的多个位置处的应变进
行计算。并且，插补部32对在取得步骤S2中所取得的应变分布数据沿时间方向及位置方向
进行插补，对光纤21的同一位置处在彼此不同的多个时间的应变进行计算。
接下来，在计算步骤S4中，计算部33基于在插补步骤S3中插补后的应变分布数据，
对测定对象物4的应变分布的时间性变化或者位置性变化进行计算。
接下来，在输出步骤S5中，输出部34将在插补步骤S3中计算出的光纤21在同一时
刻的彼此不同的多个位置的应变、以及在插补步骤S3中计算出的光纤21的同一位置处在彼
此不同的多个时间的应变进行输出。此外，在输出步骤S5中，也可以输出在计算步骤S4中计
算出的测定对象物4的应变分布的时间性变化或者位置性变化。
这样，在本实施方式中，分布型的光纤传感器2在彼此不同的多个时刻对光纤21的
多个位置处的应变进行测定，取得部31基于应变的数据而取得应变分布数据。插补部32通
过沿时间方向及位置方向对应变分布数据进行插补，从而对在同一时刻的光纤21的彼此不
同的多个位置处的应变进行计算。由此，能够取得光纤21在同一时刻的多个位置处的应变
分布数据。并且，通过预先将1个或者多个光纤21安装于测定对象物4的1个部位或者多个部
位，从而能够取得测定对象物4在同一时刻的应变分布数据。由此，能够对测定对象物4在同
一时刻的应变分布进行观察。在该情况下，通过根据应变计算位移，从而能够对测定对象物
4的振动模式进行观察。
另外，插补部32沿位置方向及时间方向对应变分布数据进行插补，对光纤21的同
一位置处的彼此不同的多个时间的应变进行计算。插补部32能够取得光纤21的同一位置处
的应变的时间性变化。并且，通过预先将1个或者多个光纤21安装于测定对象物4的多个部
位，从而插补部32能够取得测定对象物4的同一位置处的应变的时间性变化。
另外，计算部33根据由插补部32插补后的应变分布数据，对测定对象物4的应变分
布的时间性变化进行计算。作业者能够容易地对测定对象物4的振动模式等进行观察。
另外，输出部34将由插补部32计算出的应变分布数据进行输出。作业者能够容易
地对测定对象物4在同一时刻的应变分布数据、以及同一位置处的应变的时间性变化进行
观察。输出部34将根据应变计算出的位移进行输出。作业者能够容易地对测定对象物4的振
动模式进行观察。
以上对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方
式。
[实施例]
下面，对本发明涉及的数据处理装置的实施例进行说明。但是，本发明并不限定于
下面的实施例。
图5是表示数据处理装置的实施例涉及的实验装置的图，图5(a)为俯视图，图5(b)
为左侧视图，图5(c)为主视图。如图5所示，实验装置10将硬铝制的细长的梁部件14用作测
定对象物。将梁部件14的长度(图5(a)中的左右方向的尺寸)设为2.1m，将梁部件14的宽度
(图5(a)中的上下方向的尺寸)设为32mm，将梁部件14的厚度(图5(c)中的上下方向的尺寸)
设为6mm。梁部件14的长轴方向上的右侧端部由右支撑部15R支撑。梁部件14的长轴方向上
的左侧端部由左支撑部15L支撑。将右支撑部15R及左支撑部15L间的间隔设为2.0m。
图6是表示梁部件14的图，图6(a)为俯视图，图6(b)为仰视图。如图5及图6所示，在
梁部件14的上表面以0.25m的间隔安装有9个应变规16。具体地说，将梁部件14的长轴方向
上的中央位置设为0m地点，将从0m地点至右支撑部15R侧设为正(+)侧，将从0m地点至左支
撑部15L侧设为负(－)侧。并且，在－1m地点、－0.75m地点、－0.50m地点、－0.25m地点、0m
地点、0.25m地点、0.50m地点、0.75m地点以及1m地点共9个地点分别安装有应变规16。另外，
在梁部件14的下表面，在与应变规16相对的位置沿梁部件14的长轴方向安装有光纤传感器
17的光纤18。使右支撑部15R及左支撑部15L的约束条件按照表1进行改变，对梁部件14的中
央部进行按压，从而使梁部件14进行振动。此外，表1的约束条件是在将梁部件14设为桥梁
模型的情况下，随着从约束条件1进行至约束条件4，对桥梁模型之中的支撑部(右支撑部
15R及左支撑部15L)发生时效老化的状况进行再现时所使用的条件。
[表1]
并且，利用各应变规16测定出以200Hz同步的应变。将该测定值的分布数据称为应
变规16的测定应变分布数据。在图7示出在约束条件1下的应变规16的测定应变分布数据。
并且，在图8示出图7所示的0m地点处的应变的时间性变化。图8的(a)示出了将在0m地点沿
时间轴方向测定出的应变利用线连结后的测定应变分布数据，图8(b)示出了利用点表示应
变的在0m地点沿时间轴方向测定出的测定应变分布数据。
同时使用光纤传感器17一边在周期为70Hz的位置处进行巡回、一边对与各应变规
16相对应的位置的应变进行测定。将该测定值的分布数据称为光纤传感器17的测定应变分
布数据。在图9示出在表1的约束条件1下的光纤传感器17的测定应变分布数据。应变规16和
光纤18相对于梁部件14分别安装于相反侧的面，因此应变规16的测定应变分布数据的符号
与光纤传感器17的测定应变分布数据的符号彼此相反。图10表示图9所示的0m地点处的应
变的时间性变化。图10(a)示出了将0m地点处的、沿时间轴方向测定出的应变利用线连结后
的测定应变分布数据，图10的(b)示出了将0m地点处的、沿时间轴方向测定出的应变利用点
表示的测定应变分布数据。
另外，通过对由光纤传感器17得到的应变分布数据沿时间方向及位置方向进行插
补，从而计算出在同一时刻的光纤18的与各应变规16相对应的位置的应变。将该计算出的
应变分布数据称为光纤传感器17的插补应变分布数据。图11表示在表1的约束条件1下的光
纤传感器17的插补应变分布数据。并且，图12表示图11所示的0m地点处的应变的时间性变
化。图12(a)示出了将沿时间轴方向计算出的应变利用线连结后的测定应变分布数据，图12
(b)示出了将沿时间轴方向计算出的应变直接利用点表示的测定应变分布数据。
如图7所示，应变规16的测定应变分布数据是在同一时刻对梁部件14的各位置的
应变进行测定所得出的应变分布数据。因此，能够对梁部件14在同一时刻的应变分布进行
观察，并且能够对梁部件14整体的应变的时间性变化进行观察。
与之相对，如图9所示，光纤传感器17的测定应变分布数据是在彼此不同的多个时
刻对梁部件14的各位置的应变进行测定所得出的离散性的应变分布数据。因此，无法对梁
部件14在同一时刻的应变分布进行观察，也无法对梁部件14整体的应变的时间性变化进行
观察。
而且，如图11所示，光纤传感器17的插补应变分布数据是通过插补对在同一时刻
的梁部件14的各位置的应变进行计算而得到的应变分布数据。因此，与应变规16的测定应
变分布数据相同地，能够对梁部件14在同一时刻的应变分布进行观察，并且能够对梁部件
14整体的应变的时间性变化进行观察。
另外，如图8的(a)及(b)所示，在应变规16的测定应变分布数据中，在全部的测定
时刻对梁部件14的同一位置处的应变进行了测定，因此能够准确地对同一位置处的应变的
时间性变化进行观察。
与之相对，如图10的(a)及(b)所示，在光纤传感器17的测定应变分布数据中，未在
全部的测定时刻对同一位置的应变进行测定，因此与应变规16的测定应变分布数据(参照
图8的(a)及(b))相比，不能准确地对同一位置处的应变的时间性变化进行观察。特别地，如
图10的(b)所示，如果不将测定出的应变利用线连结而将测定出的应变直接利用点进行表
示，则测定点以分散的方式示出，因此无法对同一位置处的应变的时间性变化进行观察。
并且，如图12的(a)及(b)所示，在光纤传感器17的插补应变分布数据中，通过插补
而计算出了在同一时刻的梁部件14的各位置的应变，因此与光纤传感器17的测定应变分布
数据相比，能够准确地对同一位置处的应变的时间性变化进行观察。
接下来，在表2示出了将基于应变规16的测定应变分布数据而计算出的梁部件14
的固有振动频率、与基于光纤传感器17的插补应变分布数据而计算出的梁部件14的固有振
动频率进行对比后的对比结果。对比了使梁部件14进行振动而经过10秒后的梁部件14的固
有振动频率。梁部件14的固有振动频率相当于梁部件14整体的应变的时间性变化。
[表2]
如表2所示，在约束条件2和约束条件3下，基于应变规16的测定应变分布数据而计
算出的梁部件14的固有振动频率、基于光纤传感器17的插补应变分布数据而计算出的梁部
件14的固有振动频率为相同的值。因此，根据固有振动频率难以区别约束条件2和约束条件
3。然而，基于应变规16的测定应变分布数据而计算出的梁部件14的固有振动频率的值与基
于光纤传感器17的插补应变分布数据而计算出的梁部件14的固有振动频率的值在全部的
约束条件下都极为接近。因此，可知光纤传感器17的插补应变分布数据作为对固有振动频
率下的变化进行表示的参数而具有充分的精度。
接下来，在表3对比了将基于应变规16的测定应变分布数据而计算出的梁部件14
的衰减比与基于光纤传感器17的插补应变分布数据而计算出的梁部件14的衰减比。在该对
比中，对比了使梁部件14进行振动而经过10秒后的梁部件14的衰减比。在表3示出对比结
果。
[表3]
如表3所示，基于应变规16的测定应变分布数据而计算出的梁部件14的衰减比与
基于光纤传感器17的插补应变分布数据而计算出的梁部件14的衰减比，随着从约束条件1
进行至约束条件4而不断地背离。然而，如上所述，由于随着从约束条件1进行至约束条件4
而成为对桥梁模型发生时效老化的状况进行了再现的条件，因此根据该对比结果，能够推
定桥梁模型处的衰减比的随时间的变化倾向。
接下来，在图13～图16示出了在各约束条件下将应变规16的测定应变分布数据、
光纤传感器17的测定应变分布数据、以及光纤传感器17的插补应变分布数据进行对比后的
对比结果。在该图中，对比了0、π/3、2π/3、π的振动周期下的梁部件14的应变。
图13是表示在约束条件1下的对比结果的图。图14是表示在约束条件2下的对比结
果的图。图15是表示在约束条件3下的对比结果的图。图16是表示在约束条件4下的对比结
果的图。在图13～图16中，(a)分别表示应变规16的测定应变分布数据，(b)分别表示光纤传
感器17的测定应变分布数据，(c)分别表示光纤传感器17的插补应变分布数据。此外，由于
光纤传感器17只能在某个时刻对一点的应变进行测定，因此在图13(b)、图14(b)、图15(b)
以及图16(b)中，除了在0、π/3、2π/3、π时测定出的值以外，均维持前次测定出的值。
如图13(a)、图14(a)、图15(a)以及图16(a)所示，在应变规16的测定应变分布数据
中，在任何约束条件下，都能够对梁部件14在同一时刻的应变分布进行观察，并且能够对梁
部件14整体的应变的时间性变化进行观察。
与之相对，如图13(b)、图14(b)、图15(b)以及图16(b)所示，光纤传感器17的测定
应变分布数据与应变规16的测定应变分布数据差别较大。因此，在任何约束条件下，都无法
对梁部件14在同一时刻的应变分布进行观察，也无法对梁部件14整体的应变的时间性变化
进行观察。
而且，如图13(c)、图14(c)、图15(c)以及图16(c)所示，光纤传感器17的插补应变
分布数据与应变规16的测定应变分布数据近似。因此，能够对梁部件14在同一时刻的应变
分布进行观察，并且能够对梁部件14整体的应变的时间性变化进行观察。
接下来，对比了应变规16的测定应变分布数据和光纤传感器17的插补应变分布数
据。在该对比中，将各振动周期下的、应变规16的测定应变分布数据和光纤传感器17的插补
应变分布数据绘制于同一个图表之上。在图17示出在约束条件1下的各应变分布数据的对
比结果。在图17中，横轴表示应变规16的测定应变分布数据，纵轴表示光纤传感器17的插补
应变分布数据。
如图17所示，应变规16的测定应变分布数据与光纤传感器17的插补应变分布数据
为反比的关系。如上所述，应变规16的测定应变分布数据的值的符号与光纤传感器17的测
定应变分布数据的值的符号相反。因此，根据该关系可知，光纤传感器17的插补应变分布数
据具有充分的精度。
接下来，为了验证光纤传感器17的插补应变分布数据的插补精度，对应变规16的
测定应变分布数据与光纤传感器17的测定应变分布数据的相关系数R2、应变规16的测定应
变分布数据与光纤传感器17的插补应变分布数据的相关系数R2进行了计算。在表4示出计
算结果。
[表4]
另外，在同一个图上绘制了这两个相关系数R2、基于上述的应变规16的测定应变
分布数据的固有频率与基于光纤传感器17的插补应变分布数据而计算出的固有振动频率
的差异(Discrepancy in Natural Frequency)、以及基于应变规16的测定应变分布数据的
衰减比与基于光纤传感器17的插补应变分布数据而计算出的衰减比的差异(Discrepancy
in Damping Ratio)。在图18示出绘制出的图。在图18中，横轴表示标准化的固有振动频率
(normalized natural frequency)，左纵轴表示差异(discrepancy)，右纵轴表示相关系数
R2。
如表4及图18所示，光纤传感器17的插补应变分布数据相对于应变规16的测定应
变分布数据的相关性比光纤传感器17的测定应变分布数据更高。据此可知，光纤传感器17
的插补应变分布数据具有充分的精度。