基于光纤Bragg光栅传感器温度灵敏系数标定算法的研究

为提高光栅阵列测温仪表的测量精度,使之满足大容量、长距离、高精度的测量要求,采用高低温交变湿热试验箱装置,在恒定湿度、无应力的情况下对光纤Bragg光栅(FBG)传感器的温度传感特性进行了实验研究,温度范围为-20~80℃。结果表明各FBG传感器的中心波长λB与温度T的线性相关系数均低于0.999;若采用二阶拟合曲线,其相关系数均大于0.9998,因此可采用二阶拟合曲线表示FBG传感器中心波长与温度的关系。由于各FBG传感器的二阶拟合曲线系数a、b、c均不同,无法用一组固定系数标定所有FBG传感器,因此提出了一种实用的精确到点的温度灵敏系数标定算法,并对该算法进行了验证,结果表明此算法能有效提高光栅阵列测温仪表的精度,对实际工程应用具有重要意义。

光纤位移传感器温度补偿的研究

为了减小温度漂移对光纤位移传感器测量精度的影响,采用基于粒子群算法优化最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)的模型对该传感器进行温度补偿。通过对光纤位移传感器做二维标定试验,利用LM35温度传感器获取试验环境温度数据,建立了PSO-LSSVM温度补偿模型。该模型的核心思想是利用粒子群优化(PSO)算法对最小二乘支持向量机(LSSVM)算法中的惩罚因子C和核函数参数5不断地进行优化选择,直至适应度函数值达到预期要求,此时温度补偿达到最优效果比较温度补偿前后的数据,冬位温度系数从9.78×10^(-3)/℃提升到2.07×10^(-3)/℃;灵敏度温度系数从7.47×10^(-3)/℃提升到1.51×10^(-3)/℃。PSO-LSSVM模型能够有效地实现对光纤位移传感器的温度补偿。对光纤位移传感器进行温度补偿的研究,将对使用该传感器进行测量的领域产生积极的影响。