光纖光柵溫度傳感器信號解調(diào)及其自動標定系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、光纖光柵傳感器自出現(xiàn)以來，以其獨特的優(yōu)勢迅速獲得了廣泛的應用，尤其是在電力系統(tǒng)中，由于其很好的滿足了電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展要求，并且具有抗電磁干擾、適合遠距離傳輸?shù)膬?yōu)勢，因此光纖光柵溫度傳感器在溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)中發(fā)揮了極大的作用。但是目前現(xiàn)有的光纖光柵溫度傳感器制作水平和標定方式很大程度上限制了其大規(guī)模應用，缺乏統(tǒng)一的傳感器制作標準和低效的標定工作成為制約其發(fā)展的重要因素。
　　 光纖Bragg光柵傳感器是通過檢測光纖光柵反射波長

2、的變化來反映被測物理量的變化大小的，實際上是一種波長編碼，因此若想保證光纖光柵傳感器測量結(jié)果的精度就必須實現(xiàn)對光纖光柵波長變化的高精度檢測。波長解調(diào)就是對光纖光柵中受被測量調(diào)制的波長信號進行測量，檢測出光纖光柵反射波長的微小變化情況。因此光纖光柵傳感器的波長解調(diào)要求具有足夠高的分辨率，并且在現(xiàn)實應用中還要求具有輕便、穩(wěn)定可靠和易于操作等特點。
　　 本課題主要研究光纖光柵溫度傳感器的信號解調(diào)并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一套自動標定系統(tǒng)，解決

3、如何提高光纖光柵溫度傳感器標定的自動化水平，主要實現(xiàn)恒溫槽溫度的自動控制和標定公式的自動生成，用先進的自動化技術(shù)代替以往機械繁瑣的手工操作，節(jié)約勞動力資源并解決因人力操作可能造成的標定不準確問題。能夠極大的縮短傳感器系統(tǒng)的生產(chǎn)周期，降低傳感器系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，使得傳感器的標定工作高效、穩(wěn)定、精確，以滿足光纖光柵溫度傳感器日益擴大的應用需求。
　　 光纖光柵溫度傳感器自動標定系統(tǒng)主要包括:高精度恒溫槽、信號解調(diào)系統(tǒng)、上位機和系統(tǒng)軟件

4、，具體工作有信號解調(diào)系統(tǒng)的搭建、相關(guān)控制電路的設(shè)計和系統(tǒng)軟件的編寫。信號解調(diào)系統(tǒng)包括光開關(guān)模塊和解調(diào)儀模塊，分別實現(xiàn)傳感器的通道擴展和波長解調(diào);恒溫水槽提供穩(wěn)定的標定恒溫場;系統(tǒng)軟件完成解調(diào)系統(tǒng)、恒溫槽和上位機之間的數(shù)據(jù)通訊、波長數(shù)據(jù)的存儲和波長數(shù)據(jù)的處理工作。
　　 由光纖光柵的溫度傳感特性知光纖Bragg光柵的溫度和波長具有良好的線性關(guān)系，傳感器的標定工作就是通過一定算法尋找最佳的K、B值，使得傳感器的測量精度到達最佳。對于