[发明专利]一种光纤传感器解调装置本底噪声的测量方法

说明书

本发明提供了一种光纤传感器解调装置本底噪声的测量方法，具体步骤为，光纤传感器解调装置在一个采样周期内，以T₀时间间隔对同一个物理光纤传感器连续多次采样，相邻两个测量结果做相减处理，得到数据A，数据A就是光纤传感器解调装置本底噪声的近似表征；再对数据A进行频谱分析，就可以得到光纤传感器解调装置的本底噪声的数值表示；连续重复上一步骤，获得多组本底噪声，对这些多组本底噪声做相应的统计学处理，结果即可作为光纤传感器解调装置的本底噪声。这一测量方法，测量的本底噪声测量精度极高，误差小，大大降低了光纤传感器解调装置本底噪声测量的成本、比缩短了测量时间、增大了在精密行业的选择特定光纤传感器解调装置的准确度。

技术领域

本发明属于计量测试领域，特别涉及一种光纤传感器解调装置本底噪声的测量方法。

背景技术

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测光信号的传感器，一般的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入传感器，外界被测参数作用在传感器上，导致其内通过的光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为承载被测参数信息的光信号；再经过光纤送入光电器件、经光纤传感器解调装置解调后获得被测参数。

光纤传感器解调装置的噪声来源于装置自身电子装置的噪声、光源的噪声、传感器的噪声、外界的噪声、解调算法带来的噪声，这些噪声很难杜绝，而且混合在一起，很难区分，导致光纤传感器解调装置的本底噪声不容易测量(而电学传感器解调系统的本底噪声测量相对容易，因为可以比较容易地模拟一个0电平的输入工况，从而输出就可以认为是电学传感器解调装置的本底噪声)。

由于光纤传感器解调装置的本底噪声测量时，很难为光纤传感器提供零输入信号的测试环境，这对一些精密测量企业在使用光纤传感器解调装置时，不能获得准确的本底噪声，来进一步获得测量误差产生了极坏的影响。

发明内容

为了解决上述对光纤传感器解调装置在进行测量本底噪声时，提供零输入的测量环境非常困难的技术难题，为了能够尽可能地测量准确的本底噪声，本发明提供了一种光纤传感器解调装置本底噪声的测量方法；选取任一光纤传感器进行解调装置本底噪声的测量，具体步骤为：

S1，光纤传感器解调装置对光纤传感器按照预先设计的采样率采样、解调；正常工作模式下，一个采样周期内，解调装置会对其所带的所有光纤传感器分别采样一次；而本底噪声测试模式下，在一个采样周期内，通过解调装置对某一个或多个光纤传感器进行不小于2次采样，并分别完成后续解调，获得解调结果；

S2，对S1中获得的多个解调结果，依据时间顺序，选择相邻的两次解调结果做相减处理，获得数据A，这个数据A就是光纤传感器解调装置的本底噪声与这个传感器在一个采样周期内两次采样间隔时间T₀内的感应信号的和；设定间隔时间T₀在一定时间内，数据A即为光纤传感器解调装置本底噪声的近似表征；再对数据A进行频谱分析，得到光纤传感器解调装置的本底噪声。

作为改进，一个采样周期内两次采样之间的间隔时间T₀设置为小于100ns，优选为1ns～10ns。

作为改进，S1中，采样、解调数据时，设置总时长不小于10s。

作为改进，S1中，一个采样周期内对某个指定传感器连续采样时，采样n次，依次记为A1、A2……An，则视同n个物理传感器解调，获得虚拟的n个传感器的解调结果对应记为d1、d2……dn，n为正整数。

作为改进，S2中，将前后相邻的解调结果依次相减，得到d2减d1、……、dn减d(n-1)，共计n-1组数据A，对这n-1组的本底噪声进行平均值处理，作为本次测量的本底噪声。

作为改进，按照S1-S2步骤，得到多次测量光纤传感器解调装置的本底噪声，剔除方差大的样本，取方差相对集中的样本做平均值处理，作为光纤传感器解调装置的本底噪声。