一種光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光纖光柵溫度傳感器標(biāo)定方法，屬于光電子測量器件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，由于光纖技術(shù)的高速發(fā)展，光纖光柵傳感器從航空航天領(lǐng)域普通工程運(yùn)用 發(fā)展，這也對測量精度的要求越來越高。但對于光纖光柵傳感器準(zhǔn)確度檢測標(biāo)定方面大部 分處于手工操作，標(biāo)定方式很大程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用，缺乏統(tǒng)一的傳感器制作標(biāo)準(zhǔn) 和低效的檢測、標(biāo)定工作成為制約其發(fā)展的重要因素。
[0003] 因此，對光纖光柵傳感器的標(biāo)定具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定方法及其過程，解決了光纖光柵溫 度傳感器的標(biāo)定問題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] 1. -種光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定方法，本發(fā)明特征是，包括如下步驟：
[0007] 步驟Sl :啟動實驗設(shè)備并將其初始化，包括恒濕恒溫箱、光纖解調(diào)儀標(biāo)準(zhǔn)溫度儀 組成的控制系統(tǒng)；
[0008] 步驟S2 :將待測光纖光柵溫度傳感器放入恒溫箱中，并保持恒溫箱密閉；
[0009] 步驟 S3 :設(shè)置檢測點(diǎn)，分別以 0°C、20 °C、40 °C、60°C、80 °C、100 °C、120°C、140 °C 為 檢測點(diǎn)；
[0010] 步驟S4:通過標(biāo)準(zhǔn)溫度儀將恒濕恒溫箱的溫度控制在檢測點(diǎn)；
[0011] 步驟S5 :待恒溫箱溫度不再變化或者變化緩慢，保持30min ;
[0012] 步驟S6 :記錄光纖解調(diào)儀中光纖光柵溫度傳感器的中心波長λ JP標(biāo)準(zhǔn)溫度儀顯 不的溫度Ti ;
[0013] 步驟S7 :判斷測量次數(shù)N是否大于等于檢測點(diǎn)個數(shù)；如果是，則結(jié)束測量；否則， 返回步驟S4;
[0014] 本發(fā)明重復(fù)步驟S4到步驟7,以便多測量幾組數(shù)據(jù)，以減小在計算靈敏度、擬合誤 差和線性度時的誤差；
[0015] 其中：
[0016] a)靈敏度
[0017]Cl) i=i ?=ι /=1
U. ?=ι V ?=ι J
[0018] 式中：S為光纖光柵傳感器的靈敏度（單位：nm/°C )，靈敏度由最小二乘法計算； !\為標(biāo)定第i點(diǎn)的溫度值（單位：°C ) ; λ i為第i標(biāo)定點(diǎn)解調(diào)儀測量的中心波長值（單位： nm) ;n為測量次數(shù)。
[0019] b)擬合誤差
[0020]
(2；
[0021] 其中：17 = 57:-ffe
[0022]
(:4.)
[0023] 式中：Δ λ i為第i標(biāo)定點(diǎn)的擬合誤差（單位：nm)，測量值與擬合值的差值；λ ^ 第i標(biāo)定點(diǎn)解調(diào)儀測量的中心波長值（單位：nm) ; ^為第i標(biāo)定點(diǎn)的擬合值（單位：nm); Ti為標(biāo)定第i點(diǎn)的溫度值（單位：°C ) ;b為基準(zhǔn)點(diǎn)（單位：nm)
[0024] c)線性度
[0025]
⑶
[0026] 式中：ζ A線性度，擬合誤差Δ λ啲最大值與輸出滿量程之比；Δ λ _為擬合誤 差Δ λ ;的最大值（單位：nm) ; λ FS為光纖光柵傳感器輸出波長的量程（單位：nm);
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：
[0028] 1.步驟簡單，便于操作。
[0029] 2.通過多次測量減少A類不確定度，使標(biāo)定更精確。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明的標(biāo)定時序圖；
【具體實施方式】
[0031] 以下通過【具體實施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0032] 一種光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定方法，本發(fā)明特征在于，包括如下步驟：
[0033] 步驟Sl :啟動實驗設(shè)備并將其初始化，包括標(biāo)準(zhǔn)溫度儀、恒濕恒溫箱和光纖解調(diào) 儀；
[0034] 步驟S2 :將待測光纖光柵溫度傳感器放入恒溫箱中，并保持恒溫箱密閉；
[0035] 步驟 S3 :設(shè)置檢測點(diǎn)，分別以 0°C、20 °C、40 °C、60°C、80 °C、100 °C、120°C、140 °C 為 檢測點(diǎn)；
[0036] 步驟S4:用標(biāo)準(zhǔn)溫度儀將恒濕恒溫箱的溫度控制在檢測點(diǎn)；
[0037] 步驟S5 :待恒溫箱溫度不再變化或者變化緩慢，保持30min ;
[0038] 步驟S6 :記錄光纖解調(diào)儀中光纖光柵溫度傳感器的中心波長λ JP標(biāo)準(zhǔn)溫度儀顯 不的溫度Ti ;
[0039] 步驟S7 :判斷測量次數(shù)N是否大于等于檢測點(diǎn)個數(shù)；如果是，則結(jié)束測量；否則， 返回步驟S4;
[0040] 本發(fā)明重復(fù)步驟S4到步驟7,以便多測量幾組數(shù)據(jù)，以減小在計算靈敏度、擬合誤 差和線性度時的誤差；
[0041] a)靈敏度
[0042]
[0043] 式中：S為光纖光柵傳感器的靈敏度（單位：nm/°C )，靈敏度由最小二乘法計算； !\為標(biāo)定第i點(diǎn)的溫度值（單位：°C ) ; λ i為第i標(biāo)定點(diǎn)解調(diào)儀測量的中心波長值（單位： nm) ;n為測量次數(shù)。
[0044] b)擬合誤差
[0045] AAj = Ay - Af
[0046] 其中：寫-符;+?
[0047] ^ ； =1 i--J i--J 1=1
1=1 \ } -1 /
[0048] 式中：Δ A1為第i標(biāo)定點(diǎn)的擬合誤差（單位：nm)，測量值與擬合值的差值；λ 第i標(biāo)定點(diǎn)解調(diào)儀測量的中心波長值（單位：nm) 為第i標(biāo)定點(diǎn)的擬合值（單位：nm); Ti為標(biāo)定第i點(diǎn)的溫度值（單位：°C ) ;b為基準(zhǔn)點(diǎn)（單位：nm)
[0049] c)線性度
[0050]
[0051] XV1T : 土反，似百塊差Δ λ ;的最大值與輸出滿量程之比；Δ λ _為擬合誤 差Δ λ ;的最大值（單位：nm) ; λ FS為光纖光柵傳感器輸出波長的量程（單位：nm);
[0052] 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述 實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前 提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1. 一種光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟S1 :啟動實驗設(shè)備并將其初始化，包括恒濕恒溫箱、光纖解調(diào)儀和標(biāo)準(zhǔn)溫度儀組 成的控制系統(tǒng)； 步驟S2 :將待測光纖光柵溫度傳感器放入恒溫箱中，并保持恒溫箱密閉； 步驟S3 :設(shè)置檢測點(diǎn)，分別以 0 °C、20°C、40 °C、60°C、80 °C、100°C、120 °C、140°C為檢測 占. 步驟S4:通過標(biāo)準(zhǔn)溫度儀將恒濕恒溫箱的溫度控制在檢測點(diǎn)； 步驟S5 :待恒溫箱溫度不再變化或者變化緩慢，保持30min; 步驟S6 :記錄光纖解調(diào)儀中光纖光柵溫度傳感器的中心波長Ai和標(biāo)準(zhǔn)溫度儀顯示的 溫度T1; 步驟S7 :判斷測量次數(shù)N是否大于等于檢測點(diǎn)個數(shù)；如果是，則結(jié)束測量；否則，返回 步驟S4。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定方法，其特征在于，通過重 復(fù)步驟S4到步驟7,以便多測量幾組數(shù)據(jù)，以減小在計算靈敏度、擬合誤差和線性度時的誤 差。各指標(biāo)計算方法如下： a) 靈敏度式中：S為光纖光柵傳感器的靈敏度（單位：nm/°C)，靈敏度由最小二乘法計算；1\為 標(biāo)定第i點(diǎn)的溫度值（單位：°C) ;Xi為第i標(biāo)定點(diǎn)解調(diào)儀測量的中心波長值（單位：nm); n為測量次數(shù)； b) 擬合誤差式中：AAi為第i標(biāo)定點(diǎn)的擬合誤差（單位：nm)，測量值與擬合值的差值；Ai為第i標(biāo)定點(diǎn)解調(diào)儀測量的中心波長值（單位：nm);.為為第i標(biāo)定點(diǎn)的擬合值（單位：nm) ;!\為 標(biāo)定第i點(diǎn)的溫度值（單位：°C) ;b為基準(zhǔn)點(diǎn)（單位：nm) c) 線性度式中：U為線性度，擬合誤差A(yù)A^勺最大值與輸出滿量程之比；AA_為擬合誤差A(yù)入i的最大值（單位：nm) ;AFS為光纖光柵傳感器輸出波長的量程（單位：nm)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定方法，步驟S1：啟動實驗設(shè)備并將其初始化，包括恒濕恒溫箱、光纖解調(diào)儀和標(biāo)準(zhǔn)溫度儀組成的控制系統(tǒng)；步驟S2：將待測光纖光柵溫度傳感器放入恒溫箱中，并保持恒溫箱密閉；步驟S3：設(shè)置檢測點(diǎn)，分別以0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃、120℃、140℃為檢測點(diǎn)；步驟S4:用控制系統(tǒng)將恒濕恒溫箱的溫度控制在檢測點(diǎn)；步驟S5：待恒溫箱溫度不再變化或者變化緩慢，保持30min；步驟S6：記錄解調(diào)儀中光纖光柵溫度傳感器的中心波長λi和標(biāo)準(zhǔn)溫度儀中顯示的溫度Ti；步驟S7：判斷測量次數(shù)N是否大于等于檢測點(diǎn)個數(shù)；如果是，則結(jié)束測量；否則，返回步驟S4；本發(fā)明可實現(xiàn)光纖光柵溫度傳感器的標(biāo)定，操作簡單，實用性強(qiáng)。
【IPC分類】G01K15/00
【公開號】CN105092097
【申請?zhí)枴緾N201510476825
【發(fā)明人】王恩, 曹敏, 肖范, 李川, 劉愛蓮, 李博, 唐標(biāo)
【申請人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月6日