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双传感器协同工作：应变片通过粘贴在螺栓光杆段（应力分布均匀区域），测量轴向应变并基于胡克定律计算轴力，静态测量精度可达 ±1% FS，满足长期稳定监测需求；压电传感器采用 PZT 压电陶瓷材料，利用正压电效应将扭转产生的机械应力转化为电信号，动态响应速度达微秒级，可精准捕捉瞬时扭矩变化。两者数据通过多主体黑板协作模型实时融合，既覆盖静态稳态监测，又兼顾动态瞬态捕捉，实现全工况监测覆盖。

硬件与信号处理：硬件安装上，应变片采用凹槽预加工 + 环氧树脂密封工艺，避免外部水汽、粉尘干扰，延长使用寿命；压电传感器集成于螺栓头部，无需钻孔破坏螺栓结构，适配现役设备改造。信号处理环节，先通过小波包变换分离扭矩特征频段（10-100kHz）以去除噪声，再用最小二乘法建立应变 - 轴力标定曲线完成静态校准，最后通过 D-S 证据理论融合双传感器数据，有效降低单一传感器误报率（误报率下降至 3% 以下）。

技术突破：借助 ABAQUS 有限元仿真分析螺栓应力集中区域，优化传感器布局；压电传感器采用环形阵列设计，360° 覆盖扭转方向，灵敏度提升 20%；针对温度干扰，选用自补偿型应变片与 KNN 基无铅压电材料，在 30-120℃温度范围内，应变测量变化量控制在 10.6% 以内；实验验证中，通过全自动高强螺栓检测仪施加 20-500kN 标准轴力，轴力测量误差 ±1% FS，振动台模拟 1-20Hz 松动过程，扭矩检测误差 ±3% FS。

应用价值：在某风电场塔筒螺栓组的试点应用中，系统可实时监测螺栓轴力衰减趋势，预测误差 < 5%，提前 72 小时预警松动风险；相比传统单一传感器方案，该系统减少 50% 传感器配置数量，大幅降低风电、桥梁等领域的监测成本，相关技术指标已满足 VDI2230 行业标准要求，为智能螺栓技术标准化、产业化提供支撑。