[發明專利]一種多量程熱電堆激光功率計實現相同零點功率的方法

有效

• 申請號: 201610330213.X
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106052859B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 張鵬;吳寅初;董杰;韓順利;韓強
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 王連君

1.一種多量程熱電堆激光功率計實現相同零點功率的方法，其包括以下步驟：

A、計算不同量程時，數據采集電路的輸出電壓x與輸入電壓y之間的最佳函數；

y＝ax+b 式(1)

式(1)中的a、b是最佳函數的系數；

B、根據熱電堆探測器的響應度R和上述最佳函數計算激光功率：

C、設置入射激光功率為0瓦，選擇一個量程，使用FPGA模塊處理數據采集電路的輸出電壓x₀，并傳給上位機，在上位機中根據式(1)和式(2)計算得到零點功率P₀；

上述步驟A具體的包括：

假設熱電堆激光功率計有N個量程，其中N為正整數，每個量程的最佳函數的計算方法是：

A1、上位機通過FPGA模塊選擇一個量程，在該量程內，使用衰減片間隔的控制入射到熱電堆探測器的激光功率，必須包含激光功率是0瓦的情況，此時熱電堆探測器輸出的電壓是零點電壓；

A2、不同入射激光功率時，使用數字電壓表測試熱電堆探測器的輸出電壓是y_i(i＝0,1,…,n)，該電壓是模擬電壓，也是數據采集電路的輸入電壓，其中y₀是激光功率為0瓦時數據采集電路的輸入電壓；

A3、數據采集電路的輸入電壓經過量程放大電路、模數轉換器之后轉換為數字電壓，即數據采集電路的輸出電壓；

A4、通過FPGA模塊對模數轉換器轉換之后的數字電壓處理，并傳輸給上位機；不同入射激光功率時，處理之后數據采集電路的輸出電壓是x_i(i＝0,1,…,n)，其中x₀是激光功率為0瓦時數據采集電路的輸出電壓；

A5、通過最佳函數和數據采集電路的輸出電壓，使計算得到的輸入電壓Y_i與實測輸入電壓y_i之間的誤差平方和δ最小：

為了使不同量程具有相同的零點功率，最佳函數還必須滿足(x₀，y₀)，即

y₀＝ax₀+b 式(4)

結合式(1)、式(3)與式(4)，計算得到誤差平方和函數是：

為使誤差平方和最小，使用誤差平方和函數δ對a求導數，令這個導數等于零，計算得到誤差平方和最小時最佳函數的系數是：

A6、上位機通過FPGA模塊切換量程，重復步驟A1～A5，直到每個量程的最佳函數求出為止。

2.如權利要求1所述的一種多量程熱電堆激光功率計實現相同零點功率的方法，其特征是，所述步驟A4中通過FPGA模塊對數字電壓的處理方法是：把模數轉換器轉換之后的1024個數據的平均值作為數據采集電路的輸出電壓。