FBG温度传感器标定

FBG温度传感器标定

FBG温度传感器标定是通过实验建立光纤布拉格光栅（FBG）反射中心波长与温度之间定量关系的过程。标定后的FBG即可用于精确的温度测量。

标定流程

1. 系统搭建：将FBG置于温控箱中，连接宽带光源、光纤耦合器和光谱仪。
2. 光谱采集：改变温控箱温度（如30~90°C），采集不同温度下的FBG反射光谱。
3. 信号预处理：对采集的光谱进行小波去噪，消除噪声干扰。
4. 寻峰处理：通过峰值检测法获取每个温度下FBG的中心波长值。
5. 数据拟合：利用最小二乘法对温度-波长数据进行线性拟合，得到标定方程 λ = aT + b。

关键参数

• 温度灵敏度：标定方程的斜率a，表示单位温度变化引起的波长漂移量，通常在0.009~0.013 nm/°C范围内。
• 线性度：FBG中心波长与温度在较宽范围内呈良好的线性关系，是FBG温度传感的基础。
• 测量范围：受FBG材料和封装工艺限制，典型测温范围可达0~1000°C。

影响因素

• 光纤弯折和熔接损耗会导致光谱幅度波动
• 温度变化的不稳定性会引起光谱轻微上下波动
• 光谱仪的波长分辨率和精度直接影响标定精度
• 不同FBG的温度灵敏度存在差异，需逐个标定