光纤Bragg光栅温度传感器测温校准技术研究-控制工程专业论文.docxVIP

中图分类号 TP23 学校代码 10356 UDC 681.5 密级 公开 硕 士 学 位 论 文 MASTER DISSERTATION 光纤 Bragg 光栅温度传感器 测温校准技术研究 Research on Temperature Measurement Calibration Technology of Fiber Bragg Grating Temperature Sensor 作 者 窦乐 导 师 陈乐 教授 申请学位 工学硕士 培养单位 中国计量学院 学科专业 控制工程 研究方向 温度校准 二〇一五年三月 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中国计量学院 或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 中国计量学院 有关保留、使用学位论文 的规定。特授权 中国计量学院 可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查 阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（必威体育官网网址 的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 致 谢 岁月如梭亦如歌，转眼间三年的研究生生活即将画上句号，站在毕业的门 槛上，回首往昔，思绪万千。在此我谨向所有关心、爱护、帮助我的人们表达 我最诚挚的感谢。 首先要感谢我的导师陈乐教授，很感谢她能在当年报考的众多学生中选中 我，让我有机会来到现在这个优秀的大家庭继续研究生阶段的学习。在这三年 里，陈乐老师不仅在课题研究上给予我耐心的指导和帮助，从开题、中期、实 习、论文写作等各个环节对我进行指导，在我偷懒的时候批评我，在我没有自 信的时候鼓励我，帮助我更好地完成毕业课题，更在生活态度、做人做事的方 法上深深地影响了我。 感谢浙江省在线检测装备校准技术研究重点实验室这个平台，给我提供了 良好的科研环境和齐全的实验设备。感谢实验室的各位老师和同学的关心和帮 助，是他们在我平时的工作学习中给予我众多的鼓励和帮助，特别是谢敏老师， 为我的课题研究提出了很多宝贵的建议；感谢同门的师兄师姐，是他们让我尽 快跟上实验室的生活及学习节奏，尤其是徐瀚立师兄在课题上耐心指导我，给 了我很大的帮助；感谢同届的李鹏同学、沈广月同学、曾钦清同学、马东波同 学，感谢你们在三年的研究生生活中带给我的所有快乐，也感谢在我遇到困难 的时候你们给予我的莫大鼓励和帮助；同时感谢 13 级师弟师妹们的给予我的关 心和帮助。 最后我要感谢我的家人，感谢父母对我无微不至的关心照顾以及对我一如 既往的理解和支持，感谢弟弟和男朋友对我的爱护和鼓励，你们是我前进的最 大动力。 窦乐 2015 年 3 月 光纤 Bragg 光栅温度传感器测温校准技术研究 摘要：光纤 Bragg 光栅温度传感器对传感信息采用本征性波长编码，不受电磁 噪声及光强波动的干扰，可通过各种复用技术构成准分布式测量网络，被广泛 应用于电力、石化、航空航天和医药等领域，是目前光纤传感领域的一个研究 热点，但是目前国内外还没有对其建立相应的校准规范，光纤 Bragg 光栅温度 传感器还未被纳入我国温度计量器具标准体系，这对光纤温度传感器的进一步 推广应用是十分不利的。为此，本文对光纤 Bragg 光栅温度传感器测温校准技 术进行研究。 本文首先对光纤 Bragg 光栅温度传感器的相关理论进行了系统的研究，主 要包括：光纤 Bragg 光栅温度传感和解调原理；国内外光纤 Bragg 光栅温度传 感技术发展的状况及应用；光纤 Bragg 光栅温度传感器校准研究现状，指出现 有研究存在的不足。 其次按照温度量值传递的要求，结合实验室温度计量器具，设计了实验室 校准系统硬件及软件。硬件系统详细阐述了系统各设备选型，保证传感器测温 结果符合温度量值传递；软件系统采用 C++结合 SQL Server 及 MySQL 数据库 技术，实现统一软件平台对光纤 Bragg 光栅温度传感器和分布式光纤温度传感 器校准数据的批量处理保存及检定报告的自动生成，提高实验效率。 然后设计多个实验，结合理论推导及实验结果分析得出结论：（1）传感器 温度灵敏度系数与温度的线性关系在 100℃以下成立，在更高温度范围时更符合 二次多项式关系，在对传感器进行校准时须根据测温范围选取合适的校准温度 点；（2）传感距离不会影响系统准分布式