什么是光纤光栅的“标定”(Calibration)?

为什么每个传感器出厂前都要进行波长与物理量的对应测试?

光纤光栅(FBG)传感器的“标定”(Calibration)是确保测量准确性的核心环节。作为大成永盛(OFSCN)的售前工程师,我从物理原理和工程应用角度为您解答。

为什么必须进行标定?

光纤光栅传感器本质上是一种波长调制型传感器。其基本工作原理是:当外界物理量(如温度、应变)发生变化时,光栅的周期或折射率会发生改变,从而导致其反射的中心波长发生漂移。

虽然物理学上有理论公式(如温度灵敏度系数或应变灵敏度系数),但在实际生产中,必须通过出厂前的标定测试来建立波长偏移量与物理量变化之间的精确对应关系,原因如下:

  1. 消除封装干扰: 裸光纤光栅在经过金属管(如 OFSCN® 300°C 光纤光栅温度传感器)或高分子材料封装后,封装材料的膨胀系数和刚度会影响光栅的实际感受。标定可以测出整个传感器成品的真实灵敏度。
  2. 获取精确系数: 不同批次的光纤、不同的光栅写入条件会导致初始波长和灵敏度系数存在微小差异。标定能提供该传感器唯一的标定公式(通常为一项式或二项式)。
  3. 确保数据的可靠性: 只有经过标定,光纤光栅解调仪捕获到的“纳米(nm)”或“皮米(pm)”量级的数据,才能准确转化为工程师需要的“摄氏度(℃)”或“微应变(με)”。

DCYS (OFSCN®) 的产品标定标准

大成永盛(OFSCN®)的每一支传感器在出厂前都会进行严格的性能标定。例如:

标定示例图示:

通过这些标定数据,用户只需将公式参数输入 OFSCN® 光纤光栅解调仪 中,即可直接读取实时的物理量数值。