FBG測溫系統實驗數據分析與校正

孫　琪,闞曉婷,王美嬌,劉智超

（1.長春理工大學光電信息學院;2.長春理工大學 光電工程學院,長春 130000）

FBG測溫系統實驗數據分析與校正

孫琪1,闞曉婷1,王美嬌1,劉智超2

（1.長春理工大學光電信息學院;2.長春理工大學 光電工程學院,長春 130000）

針對FBG技術對溫度測試的檢測，獲取了實驗數據的基礎上，完成了對實驗數據的分析與處理，通過實驗數據得到了被測區域的溫度分布，同時，利用處理分析算法完成了實驗數據的有效校正。驗證了本文提出的校正方法的可行性。

溫度測試數據；數據校正；FBG

0　引言

現代信息社會中，計算機技術、傳感器技術、數字處理技術相互滲透，使得溫度測試的能力也大大提高。由于傳感系統的不斷升級，很多溫度檢測技術得到了長足的發展。其中，采用FBG系統完成溫度測試成為了當前研究的一個熱點。

FBG全稱為FiberBraggGrating，光纖布拉格光柵。它是一種通過光纖實現溫度快速檢測的方法，其利用光在光纖中回波信號的不同實現了對被測單位的快速測溫。其應用領域很多，包括糧食溫度監控、工廠廠房內溫度監控、樓宇火災預警監控等等。由于其重要的特點而被廣泛應用，其特點是基本不受外界震動干擾、沒有電磁干擾、探頭個數靈活、傳輸距離遠等。所以，目前也是一項被大力發展的測試技術手段。

本文采用自行研制的溫度測試系統對被測試驗區域的溫度進行檢測與標定，并且與常用的溫度數據采集系統進行對比。

1　系統設計

如圖1所示，系統實物分布包括：電腦、光纖光柵、傳導光纖、工作電源、FP解調儀、被測溫度箱以及對比用的TM6920A型溫度探測器。當對溫度進行調節時，分別采用本系統與TM6920A型溫度探測器進行實時溫度測試，并記錄測試數據，最終對比測溫結果。

圖1　測試系統實物圖

2　實驗數據對比分析

由以上兩套系統完成對實驗數據標在表1中。由表1中的實驗數據可以看出，本系統的測溫精度、溫度測定穩定性與TM6920A型溫度探測器的測試數據基本一致。兩種系統的測試誤差均小于0.2℃，也證明了本系統的可行性。

由表1可以看出，本系統的測試誤差與TM6920A型溫度探測器相近，但是本系統的誤差存在一定的規律性，說明可能受某種固定干擾的影響，故采用校正的方法可以提高其測試精度。

3　數據校正算法

表1　實驗數據對比

由于觀察本系統的測試數據發現數據均值偏小，所以采用一個校正因子作為補償值，設校正因子為x，則當數據均值超過真值均值時，在系統測試數據的各個點位上減去x；當數據均值小于真值均值時，在系統測試數據的各個點位上加上x。這種方法非常簡單，但是對于此種具有明顯偏移量的誤差具有較好的校正效果。

除此之外，本系統中還設計了一種偏移量校正的方法，就是當數據的均值變量基本與真值的均值變量相近時，但是其數據方差明顯發生變化時對系統數據的一種校正方法，當系統測試均值與真值均值相近，方差不同時，設校正因子為y，當數據方差值超過真值方差值時，在系統測試數據中方差超出（或小于）的各個點位上除以y；當數據方差值低于真值方差值時，在系統測試數據中方差超出（或小于）的各個點位上乘以y。從而使得系統的數據平穩。

4　總結

本文采用FBG測溫系統完成了某一區域的溫度測試，同時系統與TM6920A型溫度探測器進行比較，結果顯示，本系統的測溫結果符合設計要求，同時，利用數據校正算法減小了系統溫度測試數據的誤差。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.213