一種溫度測量精度控制裝置及方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種溫度測量精度控制裝置及方法，裝置包括：雪崩光電二極管，采集模塊，電壓反饋模塊，以及偏置電壓控制電路；所述雪崩光電二極管用于實時將接收的光信號轉化為電信號；所述采集模塊用于采集指定位置的電信號的信號幅值，并發送到所述電壓反饋模塊；所述電壓反饋模塊用于根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令；所述偏置電壓控制電路用于根據所接收的偏置電壓調整指令調整施加在所述雪崩光電二極管上的偏置電壓。本發明實施例的技術方案能提高溫度測量精度。
【專利說明】一種溫度測量精度控制裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及波導介質【技術領域】，具體涉及一種溫度測量精度控制裝置及方法。
【背景技術】
[0002]分布式光纖溫度傳感器利用普通光纖作為敏感介質和傳輸介質，具有電絕緣、抗電磁干擾、本質安全、耐腐蝕、體積小、重量輕、可繞曲等特點，可實現遠距離測量和監控，具有測量范圍寬，空間分辨率和測量精度較高等優點，可廣泛應用于油氣管線、電力電纜、航天器結構健康、冶金化工、地鐵隧道、大型建筑等領域的溫度監測。
[0003]目前，大多數分布式光纖溫度傳感器研制單位都采用溫控技術，即控制雪崩光電二極管的環境溫度保持恒定，這種方法在一定程度上起到控制系統測量精度的作用，但是在(TC到40 V的高低溫變環境中，溫控技術的控溫精度變差，一般會有2 V到3 °C的偏差，這樣就無法保證系統的測量精度在0°C到40°C的高低溫變化環境中穩定。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明實施例提供一種溫度測量精度控制裝置及方法，以解決現有技術中在特定高低溫變環境中控溫精度變差的問題。
[0005]本發明實施例采用以下技術方案:
[0006]第一方面，本發明實施例提供了一種溫度測量精度控制裝置，包括:
[0007]雪崩光電二極管，采集模塊，電壓反饋模塊，以及偏置電壓控制電路；
[0008]所述雪崩光電二極管用于實時將接收的光信號轉化為電信號；
[0009]所述采集模塊用于采集指定位置的電信號的信號幅值，并發送到所述電壓反饋模塊；
[0010]所述電壓反饋模塊用于根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令；
[0011]所述偏置電壓控制電路用于根據所接收的偏置電壓調整指令調整施加在所述雪崩光電二極管上的偏置電壓。
[0012]第二方面，本發明實施例還提供了一種溫度測量精度控制方法，包括:
[0013]所述電壓反饋模塊接收所述采集模塊發送的電信號的信號幅值；
[0014]所述電壓反饋模塊根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令。
[0015]本發明實施例提出的技術方案的有益技術效果是:
[0016]本發明實施例的技術方案利用反饋控制原理，通過實時監測系統測量精度，實時修正，能夠提高溫度測量精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發明具體實施例一所述的溫度測量精度控制裝置的結構框圖。
[0019]圖2是本發明具體實施例三所述的溫度測量精度控制方法流程圖；
[0020]圖3是本發明具體實施例四所述的溫度測量精度控制方法流程圖；
[0021]圖4是本發明具體實施例五所述的溫度測量精度控制方法示意圖；
[0022]圖5是本發明具體實施例六所述的溫度測量精度控制方法示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0025]實施例一
[0026]圖1是本實施例所述的溫度測量精度控制裝置的結構框圖，如圖1所示，本實施例所述的溫度測量精度控制裝置包括:
[0027]雪崩光電二極管101，采集模塊102，電壓反饋模塊103，以及偏置電壓控制電路104 ；
[0028]所述雪崩光電二極管101用于實時將接收的光信號轉化為電信號；
[0029]所述采集模塊102用于采集指定位置的電信號的信號幅值，并發送到所述電壓反饋模塊103 ；
[0030]所述電壓反饋模塊103用于根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路104發送偏置電壓調整指令；
[0031]所述偏置電壓控制電路104用于根據所接收的偏置電壓調整指令調整施加在所述雪崩光電二極管101上的偏置電壓。
[0032]雪崩光電二極管101的倍增因子與溫度有密切關系，當環境溫度升高時，雪崩光電二極管101的擊穿電壓增大，如果此時偏置電壓控制電路104加載在雪崩光電二極管101上的偏置電壓值保持不變，那么雪崩光電二極管101的倍增因子減小，信號幅值降低，而此時噪聲變化不大，因而會引起系統的信噪比下降，從而導致系統的測量精度下降。
[0033]本實施例所述的溫度測量精度控制裝置，即通過電壓反饋模塊103根據從采集模塊102中實時讀取當前信號幅值實時對偏置電壓控制電路104施加給雪崩光電二極管101的偏置電壓進行控制和修正，能夠提高溫度測量精度。
[0034]進一步地，所述電壓反饋模塊103具體用于:
[0035]從采集模塊102接收指定位置的當前信號幅值；
[0036]計算所述當前信號幅值與第一閾值之間的差值；
[0037]若所述差值小于第二閾值，則向所述偏置電壓控制電路104發送偏置電壓調大指令；
[0038]若所述差值大于第三閾值，則向所述偏置電壓控制電路104發送偏置電壓調小指令；
[0039]若所述差值不小于第二閾值且不大于第三閾值，則不向所述偏置電壓控制電路104發送偏置電壓調整指令；
[0040]其中所述第二閾值小于零，所述第三閾值大于零。
[0041]需要說明的是，所述第一閾值是一個預先設定的固定值，它是根據系統測量精度較高時，根據在所述指定位置的信號幅值來設定的。用于作為偏置電壓是否調整的參考。
[0042]需要說明的是，所述采集模塊可通過采集卡采集指定位置的電信號的信號幅值。
[0043]所述第二閾值與所述第三閾值是預先設定的容差值。其中所述第二閾值小于零，用于表不當前信號幅值相對于第一閾值來說，比第一閾值小時的容忍值。
[0044]其中所述第三閾值大于零，用于表示當前信號幅值相對于第一閾值來說，比第一閾值大時的容忍值。
[0045]作為優選，所述第二閾值與第三閾值為相反數。即所述比值與第一閾值之間的差值的絕對值在零到第三閾值范圍之內，則不發送偏置電壓調整指令，不對偏置電壓進行調
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[0046]由此可見，所述第二閾值與所述第三閾值的大小直接影響偏置電壓調整的策略，從而影響溫度測量精度，由此可見，所述第二閾值設置得越大，溫度測量精度越高；所述第三閾值設置得越小，溫度測量精度越高。進一步地，所述偏置電壓控制電路104具體用于:
[0047]若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓增加第四預設值；
[0048]若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓減小第五預設值；
[0049]其中，所述第四預設值與所述第五預設值均大于O。
[0050]作為優選，所述第四預設值與所述第五預設值相同。
[0051]或者，所述偏置電壓控制電路104具體用于:
[0052]若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓乘以第六預設系數；
[0053]若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓乘以第七預設系數；
[0054]其中，所述第六預設系數大于1，所述第七預設系數大于O且小于I。
[0055]需要說明的是，所述第四預設值，所述第五預設值，所述第六預設系數，以及所述第七預設系數，需要參照所述第二閾值與所述第三閾值的大小進行設置。
[0056]優選地，所述第四預設值需小于所述第二閾值的絕對值，所述第五預設值需小于所述第三閾值。
[0057]若所述第四預設值和所述第五預設值設置得過大，則會增加調整次數，降低系統的效率，甚至可能會使系統進入死循環。
[0058]例如，所述第五預設值大于所述第三閾值的兩倍，則可能會出現控制裝置出現不斷調整以致死循環的情況。
[0059]所述第四預設值，所述第五預設值，所述第六預設系數，以及所述第七預設系數用于在當前信號幅值與第一閾值之間的差值超過預設的容差值范圍時，進行偏置電壓調整時的調整幅度。第一種方式是按大小進行調整，所述第四預設值和所述第五預設值用于設定按大小調整時的調整步長；第二種方式是按比例進行調整，所述第六預設系數和所述第七預設系數用于設定按比例進行調整時的調整比例。
[0060]實施例二
[0061]本實施例提出一了種溫度測量精度控制裝置，在實施例一的基礎之上，所述采集模塊102還用于測量指定位置的溫度值，且所述電壓反饋模塊103還用于根據所接收的信號幅值和溫度值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令。
[0062]本實施例所述的溫度測量精度控制裝置，即通過電壓反饋模塊103根據從采集模塊102中實時讀取當前溫度值和當前信號幅值實時對偏置電壓控制電路104施加給雪崩光電二極管101的偏置電壓進行控制和修正，能夠提高溫度測量精度。
[0063]需要說明的是，所述采集模塊可通過采集卡采集指定位置的電信號的信號幅值，通過鉬電阻測量指定位置的溫度值。
[0064]進一步地，所述電壓反饋模塊103具體用于:
[0065]從采集模塊102接收指定位置的當前溫度值和當前信號幅值；
[0066]計算所述當前信號幅值與所述當前溫度值的比值，計算所述比值與第八閾值之間的差值；
[0067]若所述差值小于第九閾值，則向所述偏置電壓控制電路104發送偏置電壓調大指令；
[0068]若所述差值大于第十閾值，則向所述偏置電壓控制電路104發送偏置電壓調小指令；
[0069]若所述差值不小于第九閾值且不大于第十閾值，則不向所述偏置電壓控制電路104發送偏置電壓調整指令；
[0070]其中所述第九閾值小于零，所述第十閾值大于零。
[0071]需要說明的是，所述第八閾值是一個預先設定的固定值，它是根據系統測量精度較高時，在所述指定位置的信號幅值與溫度值的比值來設定的。用于作為偏置電壓是否調整的參考。
[0072]所述第九閾值與所述第十閾值是預先設定的容差值。其中所述第九閾值小于零，用于表示當前信號幅值與所述當前溫度值的比值，相對于第八閾值來說，比第八閾值小時的容忍值。
[0073]其中所述第十閾值大于零，用于表示當前信號幅值與所述當前溫度值的比值，相對于第八閾值來說，比第八閾值大時的容忍值。
[0074]作為優選，所述第九閾值與第十閾值為相反數。即所述比值與第八閾值之間的差值的絕對值在零到第十閾值范圍之內，則不發送偏置電壓調整指令，不對偏置電壓進行調難
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[0075]由此可見，所述第九閾值與所述第十閾值的大小直接影響偏置電壓調整的策略，從而影響溫度測量精度，由此可見，所述第九閾值設置得越大，溫度測量精度越高；所述第十閾值設置得越小，溫度測量精度越高。
[0076]進一步地，所述偏置電壓控制電路104具體用于:
[0077]若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓增加第十一預設值；
[0078]若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓減小第十二預設值；
[0079]其中，所述第十一預設值與所述第十二預設值均大于O。
[0080]作為優選，所述第十一預設值與所述第十二預設值相同。
[0081]或者，所述偏置電壓控制電路104具體用于:
[0082]若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓乘以第十三預設系數；
[0083]若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管101上的偏置電壓乘以第十四預設系數；
[0084]其中，所述第十三預設系數大于1，所述第十四預設系數大于O且小于I。
[0085]所述第十一預設值，所述第十二預設值，所述第十三預設系數，以及所述第十四預設系數用于:在當前信號幅值與所述當前溫度值的比值與第八閾值之間的差值，超過預設的容差值范圍時，進行偏置電壓調整時的調整幅度。第一種方式是按大小進行調整，所述第十一預設值和所述第十二預設值用于設定按大小調整時的調整步長；第二種方式是按比例進行調整，所述第十三預設系數和所述第十四預設系數用于設定按比例進行調整時的調整比例。
[0086]需要說明的是，所述第十一預設值，所述第十二預設值，所述第十三預設系數，以及所述第十四預設系數，需要參照所述第九閾值與所述第十閾值的大小進行設置。
[0087]實施例三
[0088]圖2是本實施例所述的溫度測量精度控制方法流程圖，本實施例可適用于對溫度進行測量的情況，該方法可以由安裝在偏置電壓控制電路上的溫度測量精度控制裝置來執行，如圖2所示，本實施例所述的溫度測量精度控制方法包括:
[0089]S201、從采集模塊中讀取指定位置的當前信號幅值。
[0090]S202、計算所述當前信號幅值與第一閾值之間的差值。
[0091]S203、若所述差值小于第二閾值，則根據第一預設算法增加施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓；
[0092]若所述差值大于第三閾值，則根據第二預設算法減小施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓；
[0093]若所述差值不小于第二閾值且不大于第三閾值，則不調整施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓；
[0094]其中所述第二閾值小于零，所述第三閾值大于零。
[0095]作為優選，所述第二閾值與第三閾值為相反數。即所述比值與第一閾值之間的差值的絕對值在零到第三閾值范圍之內，則不發送偏置電壓調整指令，不對偏置電壓進行調難
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[0096]需要說明的是，所述第二閾值與所述第三閾值的大小需要參考所述第一閾值進行設置，結合第一閾值設置所述第二閾值和所述第三閾值，以獲取較少的調整步驟。而且所述第二閾值與所述第三閾值的大小直接影響偏置電壓調整的策略，從而影響溫度測量精度，所述第二閾值設置得越大，溫度測量精度越高；所述第三閾值設置得越小，溫度測量精度越聞。
[0097]進一步地，根據第一預設算法增加施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓具體包括:
[0098]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓增加第四預設值；或
[0099]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第六預設系數；
[0100]其中，所述第四預設值大于0，所述第六預設系數大于I。
[0101]進一步地，根據第二預設算法減小施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓具體包括:
[0102]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓減小第五預設值；或
[0103]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第七預設系數；
[0104]其中，所述第五預設值大于0，所述第七預設系數大于O且小于I。
[0105]所述第四預設值，所述第五預設值，所述第六預設系數，以及所述第七預設系數用于:在當前信號幅值與所述當前溫度值的比值與第一閾值之間的差值，超過預設的容差值范圍時，進行偏置電壓調整時的調整幅度。第一種方式是按大小進行調整，所述第四預設值和所述第五預設值用于設定按大小調整時的調整步長；第二種方式是按比例進行調整，所述第六預設系數和所述第七預設系數用于設定按比例進行調整時的調整比例。
[0106]實施例四
[0107]圖3是本實施例所述的溫度測量精度控制方法流程圖，本實施例可適用于對溫度進行測量的情況，該方法可以由安裝在偏置電壓控制電路上的溫度測量精度控制裝置來執行，如圖3所示，本實施例所述的溫度測量精度控制方法包括:
[0108]S301、從采集模塊中讀取指定位置的當前溫度值和當前信號幅值。
[0109]S302、計算所述當前信號幅值與所述當前溫度值的比值，計算所述比值與第八閾值之間的差值。
[0110]S303、若所述差值小于第九閾值，則根據第一預設算法增加施加在雪崩二極管上的偏置電壓；
[0111]若所述差值大于第十閾值，則根據第二預設算法減小施加在雪崩二極管上的偏置電壓；
[0112]若所述差值不小于第九閾值且不大于第十閾值，則不調整施加在雪崩二極管上的偏置電壓
[0113]其中所述第九閾值小于零，所述第十閾值大于零。
[0114]作為優選，所述第九閾值與第十閾值為相反數。即所述比值與第八閾值之間的差值的絕對值在零到第十閾值范圍之內，則不發送偏置電壓調整指令，不對偏置電壓進行調難
iF.0
[0115]由此可見，所述第九閾值與所述第十閾值的大小直接影響偏置電壓調整的策略，從而影響溫度測量精度，由此可見，所述第九閾值設置得越大，溫度測量精度越高；所述第十閾值設置得越小，溫度測量精度越高。
[0116]進一步地，根據第一預設算法增加施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓具體包括:
[0117]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓增加第i^一預設值；或
[0118]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第十三預設系數；
[0119]其中，所述第十一預設值大于0，所述第十三預設系數大于I。
[0120]進一步地，根據第二預設算法減小施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓具體包括:
[0121]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓減小第十二預設值；或
[0122]將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第十四預設系數；
[0123]其中，所述第十二預設值大于0，所述第十四預設系數大于O且小于I。
[0124]所述第十一預設值，所述第十二預設值，所述第十三預設系數，以及所述第十四預設系數用于:在當前信號幅值與所述當前溫度值的比值與第八閾值之間的差值，超過預設的容差值范圍時，進行偏置電壓調整時的調整幅度。第一種方式是按大小進行調整，所述第十一預設值和所述第十二預設值用于設定按大小調整時的調整步長；第二種方式是按比例進行調整，所述第十三預設系數和所述第十七預設系數用于設定按比例進行調整時的調整比例。
[0125]實施例五
[0126]圖4是本發明實施例三所述的溫度測量精度控制方法示意圖，如圖4所示，本實施例所述的溫度測量精度控制方法基于一種包括雪崩光電二極管，采集模塊，電壓反饋模塊，以及偏置電壓控制電路的溫度測量精度控制裝置。
[0127]所述雪崩光電二極管用于實時將接收的光信號轉化為電信號；
[0128]所述采集模塊用于采集指定位置的電信號的信號幅值，并發送到所述電壓反饋模塊；
[0129]所述電壓反饋模塊用于根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令；
[0130]所述偏置電壓控制電路用于根據所接收的偏置電壓調整指令調整施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓。
[0131]眾所周知，雪崩光電二極管的倍增因子與溫度有密切的關系，當環境溫度升高時，雪崩光電二極管的擊穿電壓增大，如果此時加載在二極管上的偏置電壓值保持不變，那么雪崩光電二極管的倍增因子減小，信號幅值降低，而噪聲變化不大，所以系統的信噪比下降，從而導致系統的測量精度下降。
[0132]該發明實施例利用一塊偏置電壓控制電路，該電路為雪崩光電二極管提供偏置電壓。在室溫條件下通過手動調節偏置電壓值使得雪崩光電二極管處于穩定工作狀態，同時增益因子較大，系統測量精度較高，記錄在此狀態下固定位置LO處的信號幅值ULO ;寫入反饋控制程序中，冋時設定系統可接受的ULO的浮動沮圍Range ;以后在每次測量結束后取LO處的信號幅值UL0，將信號幅值ULO基準值UO相減得Λ U，將Λ U與Range進行比較；若
AUl〈Range，表明雪崩光電二極管的增益因子處于最佳狀態，系統測量精度穩定，無需調整；若I AU|>Range且Λ U〈0，表明此次測量中信號光的幅值偏小，此時反饋控制程序會向反饋控制電路發送一個增大偏置電壓的命令，之后再進行測量，再判斷，再發命令，循環往復，直至I AU|〈Range ;若| AU|>Range且ΛU>0，表明此次測量中信號光的幅值偏大，則發送減小偏置電壓的命令，循環往復直至I AU|〈Range。
[0133]以上過程就是反饋控制，該控制過程適用于分布式光纖溫度傳感器系統的兩路信號光:斯托克斯光和反斯托克斯光，通過該過程使得雪崩光電二極管的增益因子一直處于最佳狀態，信號幅值保持在基準值浮動范圍內，從而保證了系統的測量精度穩定。
[0134]該發明實施例通過實時監測固定位置處的信號幅值，通過將信號幅值與反饋控制基準值和浮動范圍進行比較，進而執行相應的調整操作，始終將雪崩光電二極管的增益因子控制在最佳工作狀態，從而保證了系統的測量精度穩定。在實際的系統中，固定位置指標定光纖環處。
[0135]實施例六
[0136]圖5是本發明實施例三所述的溫度測量精度控制方法示意圖，如圖5所示，本實施例所述的溫度測量精度控制方法基于一種包括雪崩光電二極管，采集模塊，電壓反饋模塊，以及偏置電壓控制電路的溫度測量精度控制裝置。
[0137]所述雪崩光電二極管用于實時將接收的光信號轉化為電信號；
[0138]所述采集模塊用于測量指定位置的溫度值和電信號的信號幅值，并發送到所述電壓反饋模塊，以及實時對所測量的溫度值進行顯示；
[0139]所述電壓反饋模塊用于根據所接收的溫度值和信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令；
[0140]所述偏置電壓控制電路用于根據所接收的偏置電壓調整指令調整施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓。
[0141]眾所周知，雪崩光電二極管的倍增因子與溫度有密切的關系，當環境溫度升高時，雪崩光電二極管的擊穿電壓增大，如果此時加載在二極管上的偏置電壓值保持不變，那么雪崩光電二極管的倍增因子減小，信號幅值降低，而噪聲變化不大，所以系統的信噪比下降，從而導致系統的測量精度下降。
[0142]該發明實施例利用一塊偏置電壓控制電路，該電路為雪崩光電二極管提供偏置電壓。在室溫條件下通過手動調節偏置電壓值使得雪崩光電二極管處于穩定工作狀態，同時增益因子較大，系統測量精度較高，記錄在此狀態下固定位置LO處的信號幅值UO，同時記錄LO處的溫度值TO ;將信號幅值與溫度的比值RO = U0/T0作為反饋控制的基準值寫入反饋控制程序中，冋時設定系統可接受的RO的浮動沮圍Range ;以后在每次測量結束后取LO處的信號幅值ULO，溫度值TLO，將信號幅值與溫度的比值RLO = UL0/TL0與基準值RO相減得AR，將AR與Range進行比較；若| Λ R |〈Range，表明雪崩光電二極管的增益因子處于最佳狀態，系統測量精度穩定，無需調整；若I八1?|>1^1^6且八1?〈0，表明此次測量中信號光的幅值偏小，此時反饋控制程序會向反饋控制電路發送一個增大偏置電壓的命令，之后再進行測量，再判斷，再發命令，循環往復，直至I AR|〈Range;若| AR|>Range且AR>0，表明此次測量中信號光的幅值偏大，則發送減小偏置電壓的命令，循環往復直至I AR|〈Range。
[0143]以上過程就是反饋控制，該控制過程適用于分布式光纖溫度傳感器系統的兩路信號光:斯托克斯光和反斯托克斯光，通過該過程使得雪崩光電二極管的增益因子一直處于最佳狀態，信號幅值保持在基準值浮動范圍內，從而保證了系統的測量精度穩定。
[0144]該發明實施例通過實時監測固定位置處的信號幅值，通過將信號幅值和溫度的比值與反饋控制基準值和浮動范圍進行比較，進而執行相應的調整操作，始終將雪崩光電二極管的增益因子控制在最佳工作狀態，從而保證了系統的測量精度穩定。在實際的系統中，固定位置指標定光纖環處。
[0145]由于本實施例的技術方案是在每次測量結束后立即監測信號幅值，所以即便是在高低溫變環境中，也能實時反饋信號幅值的大小，從而判斷雪崩光電二極管的增益因子的變化，通過實時調整偏置電壓值達到信號幅值穩定，所以能夠彌補溫控技術在高低溫變環境中控制精度變差的缺陷，精確控制系統的測量精度穩定。
[0146]以上實施例提供的技術方案中的全部或部分內容可以通過軟件編程實現，其軟件程序存儲在可讀取的存儲介質中，存儲介質例如:計算機中的硬盤、光盤或軟盤。
[0147]注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【權利要求】
1.一種溫度測量精度控制裝置，其特征在于，包括: 雪崩光電二極管，采集模塊，電壓反饋模塊，以及偏置電壓控制電路； 所述雪崩光電二極管用于實時將接收的光信號轉化為電信號； 所述采集模塊用于采集指定位置的電信號的信號幅值，并發送到所述電壓反饋模塊；所述電壓反饋模塊用于根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令； 所述偏置電壓控制電路用于根據所接收的偏置電壓調整指令調整施加在所述雪崩光電二極管上的偏置電壓。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電壓反饋模塊具體用于: 從采集模塊接收指定位置的當前信號幅值； 計算所述當前信號幅值與第一閾值之間的差值； 若所述差值小于第二閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令； 若所述差值大于第三閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調小指令； 若所述差值不小于第二閾值且不大于第三閾值，則不向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令； 其中所述第二閾值小于零，所述第三閾值大于零。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述偏置電壓控制電路具體用于: 若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓增加第四預設值； 若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓減小第五預設值； 其中，所述第四預設值與所述第五預設值均大于O ;或者， 所述偏置電壓控制電路具體用于: 若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第六預設系數； 若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第七預設系數； 其中，所述第六預設系數大于I，所述第七預設系數大于O且小于I。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述采集模塊還用于測量指定位置的溫度值； 所述電壓反饋模塊還用于根據所接收的信號幅值和溫度值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電壓反饋模塊具體用于: 從采集模塊接收指定位置的當前溫度值和當前信號幅值； 計算所述當前信號幅值與所述當前溫度值的比值，計算所述比值與第八閾值之間的差值； 若所述差值小于第九閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令； 若所述差值大于第十閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調小指令； 若所述差值不小于第九閾值且不大于第十閾值，則不向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令； 其中所述第九閾值小于零，所述第十閾值大于零。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述偏置電壓控制電路具體用于: 若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓增加第十一預設值； 若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓減小第十二預設值； 其中，所述第十一預設值與所述第十二預設值均大于O ;或者， 所述偏置電壓控制電路具體用于: 若接收到偏置電壓調大指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第十三預設系數； 若接收到偏置電壓調小指令，則將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第十四預設系數； 其中，所述第十三預設系數大于1，所述第十四預設系數大于O且小于I。
7.一種溫度測量精度控制方法，其特征在于，包括: 所述電壓反饋模塊接收所述采集模塊發送的電信號的信號幅值； 所述電壓反饋模塊根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述電壓反饋模塊根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令的操作具體包括: 所述電壓反饋模塊從采集模塊接收指定位置的當前信號幅值； 計算所述當前信號幅值與第一閾值之間的差值； 若所述差值小于第二閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令； 若所述差值大于第三閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調小指令； 若所述差值不小于第二閾值且不大于第三閾值，則不向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令； 其中所述第二閾值小于零，所述第三閾值大于零。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于， 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令具體包括: 向所述偏置電壓控制電路發送將偏置電壓增加大第四預設值的指令； 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調小指令具體包括: 向所述偏置電壓控制電路發送將偏置電壓減小第五預設值的指令； 其中，所述第四預設值與所述第五預設值均大于O ;或者， 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令具體包括: 向所述偏置電壓控制電路發送將偏置電壓乘以第六預設系數的指令； 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調小指令具體包括: 向所述偏置電壓控制電路發送將偏置電壓乘以第七預設系數的指令。
10.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 所述電壓反饋模塊接收所述采集模塊發送的當前溫度值； 所述電壓反饋模塊根據所接收的信號幅值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令的操作具體包括: 所述電壓反饋模塊根據所接收的信號幅值和所接收的當前溫度值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述電壓反饋模塊根據所接收的信號幅值和所接收的當前溫度值向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令的操作具體包括:所述電壓反饋模塊從采集模塊接收指定位置的當前溫度值和當前信號幅值； 計算所述當前信號幅值與所述當前溫度值的比值，計算所述比值與第八閾值之間的差值； 若所述差值小于第九閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令； 若所述差值大于第十閾值，則向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調小指令； 若所述差值不小于第九閾值且不大于第十閾值，則不向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調整指令； 其中所述第九閾值小于零，所述第十閾值大于零。
12.如權利要求7所述的方法，其特征在于， 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令具體包括: 向所述偏置電壓控制電路發送將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓增加第i^一預設值的指令； 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令具體包括: 所述向所述偏置電壓控制電路發送 將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓減小第十二預設值的指令； 其中，所述第十一預設值與所述第十二預設值均大于O ;或者， 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令具體包括: 向所述偏置電壓控制電路發送 將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第十三預設系數的指令； 所述向所述偏置電壓控制電路發送偏置電壓調大指令具體包括: 向所述偏置電壓控制電路發送 將施加在雪崩光電二極管上的偏置電壓乘以第十四預設系數的指令； 其中，所述第十三預設系數大于1，所述第十四預設系數大于O且小于I。
【文檔編號】G01K11/32GK104132752SQ201410364871
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】李小彥, 高翔, 馬冠軍, 楊睿, 苗守功 申請人:北京航天易聯科技發展有限公司
專業數控銑床產品供應商
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