發(fā)布日期：2024-07-16 15:46:11 電子元器件通常都有一定的溫度系數(shù)，其輸出信號(hào)會(huì)隨溫度變化而漂移，稱為“溫漂”，為了減小溫漂，采用一些補(bǔ)償措施在一定程度上抵消或減小其輸出的溫漂，這就是溫度補(bǔ)償。針對(duì)光譜儀的溫漂情況提出以下方法，并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法的可行性。
一、模型描述
選擇具有多個(gè)特征譜線的汞氬燈光源，能夠覆蓋波長范圍［λL，λH］。然后將光譜儀放置在可設(shè)置溫度的高低溫環(huán)境箱內(nèi)，溫度調(diào)節(jié)范圍為［TL，TH］，變化量為 ΔT=（TH-TL）/（M-1），其中Ｍ為光源特征峰標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，ΔＴ越小，精度越高，溫度適應(yīng)性也就越強(qiáng)。
根據(jù)不同溫度下已知特征譜線標(biāo)準(zhǔn)波長與CCD上響應(yīng)對(duì)應(yīng)像元的位置，建立基于溫度補(bǔ)償?shù)亩囗?xiàng)式關(guān)系：
式中，c0～c9為多項(xiàng)式系數(shù)。根據(jù)不同溫度下的多組波長與對(duì)應(yīng)像元數(shù)據(jù)，求解式中的c0～c9，確定像元位置、波長、溫度的三者關(guān)系。
二、具體定標(biāo)流程
（1）定標(biāo)開始時(shí)，將光譜儀置于溫度箱中，設(shè)置溫度。每個(gè)溫度點(diǎn)定標(biāo)結(jié)束以后，溫度依次增加ΔT。
（2）進(jìn)行波長定標(biāo)時(shí)，接入標(biāo)準(zhǔn)光源，然后選擇對(duì)應(yīng)的溫度定標(biāo)點(diǎn)Ｔ，并記錄溫度Ｔ下的特征譜線峰值波長所對(duì)應(yīng)的像元位置。
（3）判斷所有溫度點(diǎn)是否都已測(cè)試過，如是，則結(jié)束溫度定標(biāo)的循環(huán)，進(jìn)入曲面擬合過程；如否，則增加溫度ΔT，繼續(xù)進(jìn)行。
（4）進(jìn)行三次多項(xiàng)式的曲面擬合，擬合出波長定標(biāo)曲線λ（x，T），得到多項(xiàng)式系數(shù)c0～c9，從而完成了基于溫度補(bǔ)償?shù)牟ㄩL定標(biāo)。
三、實(shí)驗(yàn)操作過程
1.鑒知技術(shù)SR75C光纖光譜儀波長范圍為180～340nm，線陣CCD探測(cè)器的像元總數(shù)為2048個(gè)。波長定標(biāo)時(shí)，均勻選取汞氬燈的特征譜線，依據(jù)模型描述選定2-4個(gè)汞氬燈的特征波長峰值。選取溫度范圍為0℃～40℃。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，記錄不同溫度下標(biāo)準(zhǔn)波長所對(duì)應(yīng)的探測(cè)器像元位置。
2.采用三次多項(xiàng)式擬合方法求解多項(xiàng)式系數(shù)c0～c9，擬合后查看均方根RMSE的大小，判定擬合曲線于真實(shí)曲線之間的誤差。
3.對(duì)波長定標(biāo)完成后的光譜儀進(jìn)行測(cè)試。分別在低溫0 ℃和高溫40℃下測(cè)量了定標(biāo)后光譜儀的測(cè)試峰值波長，并將其與標(biāo)準(zhǔn)波長進(jìn)行差值計(jì)算分析，此方法可以提高波長定標(biāo)精度。
