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，其輸出信號會(huì )隨溫度變化而漂移，稱(chēng)為“溫漂”，為了減小溫漂，采用一些補償措施在一定程度上抵消或減小其輸出的溫漂，這就是溫度補償。針對光譜儀的溫漂情況提出以下方法，并通過(guò)實(shí)驗測試方法的可行性。
一、模型描述
選擇具有多個(gè)特征譜線(xiàn)的汞氬燈光源，能夠覆蓋波長(cháng)范圍［λL，λH］。然后將光譜儀放置在可設置溫度的高低溫環(huán)境箱內，溫度調節范圍為［TL，TH］，變化量為 ΔT=（TH-TL）/（M-1），其中Ｍ為光源特征峰標準點(diǎn)的個(gè)數，ΔＴ越小，精度越高，溫度適應性也就越強。
根據不同溫度下已知特征譜線(xiàn)標準波長(cháng)與CCD上響應對應像元的位置，建立基于溫度補償的多項式關(guān)系：
式中，c0～c9為多項式系數。根據不同溫度下的多組波長(cháng)與對應像元數據，求解式中的c0～c9，確定像元位置、波長(cháng)、溫度的三者關(guān)系。
二、具體定標流程
（1）定標開(kāi)始時(shí)，將光譜儀置于溫度箱中，設置溫度。每個(gè)溫度點(diǎn)定標結束以后，溫度依次增加ΔT。
（2）進(jìn)行波長(cháng)定標時(shí)，接入標準光源，然后選擇對應的溫度定標點(diǎn)Ｔ，并記錄溫度Ｔ下的特征譜線(xiàn)峰值波長(cháng)所對應的像元位置。
（3）判斷所有溫度點(diǎn)是否都已測試過(guò)，如是，則結束溫度定標的循環(huán)，進(jìn)入曲面擬合過(guò)程；如否，則增加溫度ΔT，繼續進(jìn)行。
（4）進(jìn)行三次多項式的曲面擬合，擬合出波長(cháng)定標曲線(xiàn)λ（x，T），得到多項式系數c0～c9，從而完成了基于溫度補償的波長(cháng)定標。
三、實(shí)驗操作過(guò)程
1.鑒知技術(shù)SR75C光纖光譜儀波長(cháng)范圍為180～340nm，線(xiàn)陣CCD探測器的像元總數為2048個(gè)。波長(cháng)定標時(shí)，均勻選取汞氬燈的特征譜線(xiàn)，依據模型描述選定2-4個(gè)汞氬燈的特征波長(cháng)峰值。選取溫度范圍為0℃～40℃。根據測試結果，記錄不同溫度下標準波長(cháng)所對應的探測器像元位置。
2.采用三次多項式擬合方法求解多項式系數c0～c9，擬合后查看均方根RMSE的大小，判定擬合曲線(xiàn)于真實(shí)曲線(xiàn)之間的誤差。
3.對波長(cháng)定標完成后的光譜儀進(jìn)行測試。分別在低溫0 ℃和高溫40℃下測量了定標后光譜儀的測試峰值波長(cháng)，并將其與標準波長(cháng)進(jìn)行差值計算分析，此方法可以提高波長(cháng)定標精度。
