張亞星

【摘 要】本文詳細(xì)介紹了兩種數(shù)據(jù)修正方法：雙光纖修正和多光纖修正，經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)比修正前的穩(wěn)定性高。我們采用的方法是利用參考光纖的中心波長和在掃描數(shù)據(jù)中的位置，通過插值法得到探測光纖的中心波長。

【關(guān)鍵詞】雙光纖修正；三光纖修正；穩(wěn)定性；參考光纖

1.引言：波峰在掃描數(shù)據(jù)中的位置與中心波長是否線性，在很大程度上取決于掃描電路的穩(wěn)定性、掃描電壓的線性度和探測器周圍的溫度變化。由于這些因素的制約，峰值探測系統(tǒng)探測到信號的波峰位置后，該位置對應(yīng)的波長并不是固定的。因此如果不進(jìn)行修正，得到的結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)顯著偏差。

2.作為例子，在表中列出同一溫度下分兩次探測到的中心波長在掃描數(shù)據(jù)中的位置。溫度不變時(shí)，同一傳感器的反射光中心波長應(yīng)該不變，但是從表1中我們可以看出，同一波長在掃描數(shù)據(jù)中的位置是不一樣的。

下面我們將介紹兩種數(shù)據(jù)修正方法：雙光纖修正或多光纖修正。

（1）雙光纖修正

如果掃描電壓是線性變化的，而掃描電壓或者頻率發(fā)生了變化，則可以采用雙光纖修正。雙光纖修正就是在恒溫箱內(nèi)放置兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)光纖，它們的布拉格中心波長 已知，在探測時(shí)，也向這兩個(gè)光線中通入同樣的寬帶光，探測到這兩個(gè)傳感器信號在掃描數(shù)據(jù)中的對應(yīng)位置，最后使用我們上一節(jié)介紹的線性插值法，通過這兩個(gè)已知的兩個(gè)中心波長和掃描數(shù)組位置的對應(yīng)，計(jì)算被探測傳感器信號的中心波長值。

（2）多光纖修正

在掃描電壓受外界的影響，線性度不太好的情況下，通過雙光纖修正得到的波長值除了在靠近兩個(gè)參考光纖中心波長處比較準(zhǔn)確外，在其他地方會(huì)有較大的誤差，因此需要進(jìn)行多光纖修正。多光纖修正與雙光纖修正的原理相同，也是運(yùn)用插值法來求近似解，不同的只是參考光纖數(shù)目要多。由于本次設(shè)計(jì)過程中我們使用了三根參考光纖，所以我們將以三光纖為例來介紹多光纖修正。

3.小結(jié)：由上面的討論可以看出三光纖修正比雙光纖修正得到的結(jié)果更加穩(wěn)定。而且，三光纖修正可允許掃描電壓的非線性變化，所以三光纖應(yīng)是首選的數(shù)據(jù)修正方法。當(dāng)然如果我們繼續(xù)增加參考光纖的數(shù)量，還可能得到更好的修正效果，雖然這一點(diǎn)我們沒有進(jìn)行驗(yàn)證，但確信這樣的辦法可行。然而隨著參考光纖數(shù)目的增多，插值多項(xiàng)式的冪次也相應(yīng)的增高，插值理論認(rèn)為，插值多項(xiàng)式的冪次過高時(shí)也會(huì)帶來數(shù)值不穩(wěn)定的問題，因此七次以上的高次插值很小采用。

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