Para atender às demandas técnicas de medição multidirecional de inclinação em estruturas de engenharia prática, foi desenvolvido um sensor de grade de fibra óptica de alta sensibilidade para medição espacial de inclinação, tendo sido realizadas análises teóricas sistemáticas e testes experimentais. Este sensor utiliza uma estrutura combinada de saliências e ranhuras para reforçar a resposta à deformação de uma viga em balanço de resistência uniforme e emprega duas vigas de resistência uniforme sensibilizadas dispostas ortogonalmente para detectar sincronizadamente as variações bidimensionais do ângulo de inclinação espacial. Com base no processamento diferencial do sinal do deslocamento do comprimento de onda central das grades de fibra óptica em ambos os lados da viga, o sensor realiza auto compensação da temperatura, melhorando ainda mais a sensibilidade da medição. Os resultados experimentais indicam que a sensibilidade do sensor nos planos de medição xoz e yoz é de 81,234 pm/° e 85,235 pm/°, respectivamente, com linearidade de 0,99979, resolução superior a 0,01°, precisão de medição de 0,0246% F.S. e 0,0235% F.S., e faixa de medição de ±30°. Testes de desempenho espacial confirmaram sua capacidade de monitoramento estável e confiável sob condições de inclinação bidimensional. Além disso, o sensor possui excelente repetibilidade (erros de repetibilidade de 0,843% e 0,016%), baixa histerese (0,158% e 0,945%) e bom desempenho contra fluência. Este sensor pode fornecer dados de inclinação de alta precisão e alta confiabilidade para monitoramento de segurança estrutural em condições operacionais complexas, possuindo um importante valor aplicado no campo do diagnóstico da saúde da engenharia.

sensor de fibra óptica; grade de fibra óptica; sensor de ângulo de inclinação; medição espacial de inclinação; viga de resistência uniforme sensibilizada