專利名稱：具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法
技術領域：
本發(fā)明是一種具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法，特別是光纖法布里-泊羅腔液位傳感器的量程擴展方法，屬于光纖法布里-泊羅腔液位傳感器的量程擴展方法的創(chuàng)新技術。
背景技術：
現(xiàn)有具有周期性輸出的測量或檢測裝置的絕對分辨率與量程大都相矛盾，量程越大則絕對分辨率越小，因而在滿足分辨率要求的情況下難于提高其量程，如具有周期性輸出的光纖法布里-珀羅腔液位傳感器，由于其光強度變化是腔深度的周期函數(shù)，近似余弦函數(shù)輸出，因此，其光強度與腔長度并非一一對應，并且在極值附近變化率很小難以分辨。這樣只有使用半個周期里的上升或者下降段的一部分，比如使用1/4個周期，來獲得良好的近似線性分辨率，但是，這就有很大的局限性在光強度的有限變化范圍和分辨率極限內，液位的量程越大則絕對分辨率越小。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供一種既可滿足絕對分辨率的要求，又可提高其量程的具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法。本發(fā)明簡單易行，效果好。
本發(fā)明的原理圖如附圖所示，包括有兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)，兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)的工作點相互錯開1/4周期，并交替進行輸出。
上述兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)為光纖法布里-泊羅腔液位傳感頭單元。
上述兩個光纖法布里-泊羅腔液位傳感頭單元的初始腔長度不同，其光強輸出P1、P2與對應腔長度的曲線錯開1/4個周期。
本發(fā)明采用兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置使其工作點相互錯開1/4周期，并交替輸出的方法進行檢測，因此，其既可滿足絕對分辨率的要求，又可提高其量程。本發(fā)明是一種簡單易行，效果好的具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法。


圖1為本發(fā)明的原理圖。
具體實施例方式實施例本發(fā)明的原理圖如圖1所示，包括有兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)，兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)的工作點相互錯開1/4周期，并交替進行輸出。
本實施例中，上述兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)為光纖法布里-泊羅腔液位傳感頭單元。兩個光纖法布里-泊羅腔液位傳感頭單元的初始腔長度不同，其光強輸出P1、P2與對應腔長度的曲線錯開1/4個周期，也就是使得腔長度錯開1/8光波長，如圖1所示，當光纖法布里-泊羅腔液位傳感頭單元B處在上升沿變化率大的近似線性的區(qū)間段[B1-B2]時，單元A則處于極大值附近變化率小的非線性的區(qū)間段[A1-A2]，待B上升到達極大值附近變化率小的非線性的區(qū)間段[B2-B3]時候，A恰好走過了極大值附近變化率小的非線性區(qū)間段[A1-A2]，而到達下降沿變化率大的線性區(qū)間段[A2-A3]；如此交替進行下去。
由于光纖法布里-珀羅腔液位傳感器的光強度變化是腔深度的周期函數(shù)，近似余弦函數(shù)輸出，其上升沿與下降沿是完全對稱的，A、B傳感頭二者的變化率大的線性區(qū)間段實現(xiàn)了互補和接續(xù)。把二者結合起來使得在整個過程中都是工作在變化率較大的線性區(qū)間，避開了極值附近難以分辨的區(qū)間，這就擴展了量程實際可以檢測的范圍，并且這種擴展并不犧牲絕對分辨率。
這種擴展，在數(shù)學上是可以無限制地外推到每一個周期的。考慮到物理條件的約束，例如應變片所承受的應變有限，只可以使用有限個周期。即便如此，假如從原來只能使用1/4波長光程(1/8腔長度變化)到使用10波長光程(5波長的腔長度變化)，可用的范圍就是單頭的40倍。本實施例利用軟件控制的辦法，來達到上述輸出的交替利用。
權利要求
1.一種具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法，其特征在于包括有兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)，兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)的工作點相互錯開1/4周期，并交替進行輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法，其特征在于上述兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)為光纖法布里-泊羅腔液位傳感頭單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法，其特征在于上述兩個光纖法布里-泊羅腔液位傳感頭單元的初始腔長度不同，其光強輸出P1、P2與對應腔長度的曲線錯開1/4個周期。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法。包括有兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)，兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)的工作點相互錯開1/4周期，并交替進行輸出。上述兩個具有周期性輸出的測量或檢測裝置(1)、(2)為光纖法布里－泊羅腔液位傳感頭單元。上述兩個光纖法布里－泊羅腔液位傳感頭單元的初始腔長度不同，其光強輸出P1、P2與對應腔長度的曲線錯開1/4個周期。本發(fā)明既可滿足絕對分辨率的要求，又可提高其量程，是一種簡單易行，效果好的具有周期性輸出的測量或檢測裝置的量程擴展方法。
文檔編號G01F23/284GK1621785SQ20041007725
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權日2004年12月10日
發(fā)明者高應俊, 黃偉榮, 劉志麟 申請人:暨南大學