基于单片机的宽范围高精度光纤传感测温仪的研制

光纤传感器测温仪是一种非接触式测温方式与光纤传感技术结合，实现高精度、高重复性、快速响应、非接触式测量和高性价比的新型光纤传感类测温系统。该类测温仪利用光纤的空间滤波效应，使入射光波从空间瞬态变为空间稳态，消除杂散光的影响，提高测量的精度和稳定性；将光纤探头和电子处理单元隔离，使信号处理单元不受环境高温影响，提高抗电磁干扰能力；响应速率快；根据热源温度，选择最佳工作波段。

有时需要对范围很宽的温度信号进行测量，但是实现宽温度范围的测量，采用一个探测器的光纤传感测温仪很难达到要求。为了解决单一探测器光纤传感器测温仪范围窄的不足，设计了利用双光路系统，采用两个不同波长范围探测器的光纤传感测温仪，实现测量温度范围的扩展，将测温范围的下限和上限延伸。实现大动态范围要求的光纤传感测温的关键技术之一是适应大动态范围要求的高信噪比的电子数据处理系统的设计。电子数据处理系统应采用高阻抗低噪声前放。 500℃～1800℃温度范围的光功率的动态范围高达10 5W量级，远远超出放大器的动态范围，采用电子开关动态范围扩展技术将测温范围分成若干温度段，问题就能解决；同时采用数据拟合等技术来实现高精度的测量。

1 仪器基本原理框图及功能框图

整个仪器主要分为以下几个部分：信号拾取单元、模数转换单元、键盘与显示单元、8051单片机系统单元、RS-232通讯单元以及数模转换单元。整个原理框图如图1所示。