[发明专利]适用于反射型保偏光纤温度传感器的温度简易标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤温度传感器的温度标定方法，更特别地说，是指一种适用于反射型保偏光纤温度传感器的能在工业现场进行温度简易操作的标定方法。

背景技术

对温度测量设备的关键部件温度传感器的标定是保证设备精度的重要环节。标定结果的精度和算法的稳定性直接影响温度传感器工作产生结果的准确性。因此，做好温度传感器的标定是做好后续工作的前提。

目前反射型保偏光纤温度传感器具有良好的静态精度和动态性能，能够满足设备的技术指标，但该温度传感器在测试设备中当使用环境发生变化，例如，使用过程中光纤的扭曲、光源和光探测器性能的蜕化、连接器损耗的变动或光纤传输率的时间漂移、电缆对信号衰减等会造成静态线性偏差、零点漂移和灵敏度漂移，因此有必要对其进行有效的标定以补偿其新增不确定度。

通用温度传感器的标定方式是由标准温度计(精度较高)提供一系列标准温度加至传感器，根据传感器数字转换电路的输出类型，由标准计量仪表读取对应数值，由此建立起温度传感器在使用环境下的输入输出函数关系。其实现框图由图1所示。

通用标定方式存在以下问题：

1、数据获取繁琐耗时，需测量大量的数据。

2、解算标定参数过程繁琐：解算标定参数需先将大量数据进行数据录入计算机，再对数据曲线进行拟合，处理过程复杂。

3、标定现场不能评估标定质量：由于标定过程和参数解算分开进行，只有在对标定参数进行误差分析过程中才能对标定质量进行评估。

4、标定参数的使用不方便：标定参数用来对设备的实际测量数据进行补偿。由于使用环境的不断改变，标定参数也在不断的改变，需要重新标定。

基于以上原因，需要从根本上对现有的标定手段和标定方式进行改进，找到一种可以在现场进行简易操作的标定方案。

发明内容

本发明的目的是提供了一种适用于反射型保偏光纤温度传感器的、新型的温度简易标定方法，通过只对温度传感头的环境温度点进行测量，采用五次多项式拟合法对现场使用中的反射型保偏光纤温度传感器的温度标定；本发明的简易温度标定方法不仅能保持原有技术的标定精度，而且标定工作量减小，有效地提高了反射型保偏光纤温度传感器的测量精度。

本发明是一种适用于反射型保偏光纤温度传感器的温度简易标定方法，包括有下列温度简易标定步骤：

第一步：在同一时刻下，分别测得被测物体的标准温度T₀、实测温度T₁；

标准温度T₀为标准温度计测量到的被测物体的实际温度；

实测温度T₁为反射型保偏光纤温度传感器测量到的被测物体的温度；

第二步：将第一步得到的标准温度T₀运用温度非线性五次多项拟合模型T＝A₀+A₁×V+A₂×V²+A₃×V³+A₄×V⁴+A₅×V⁵拟合出在标准温度T₀条件下的光电探测器输出的第一电压值V₀；

将第一步得到的实测温度T₁运用温度非线性五次多项拟合模型T＝A₀+A₁×V+A₂×V²+A₃×V³+A₄×V⁴+A₅×V⁵拟合出在标准温度T₁条件下的光电探测器输出的第二电压值V₁；

第三步：对第二步获得的第二电压值V₁、第一电压值V₀进行系数比较，得到标定系数k，且V₁＝kV₀；

第四步：依据第三步得到的标定系数k解析获得标定后的非线性5次多项式的系数A_i″＝A_i/kⁱ，且i＝0，1，2，3，4，5；i表示五次多项拟合式的项数，A_i″表示温度标定后的模型系数，A_i表示温度标定前的模型系数，kⁱ表示第i项的调整参数。