CN112986892B - 一种光纤电流传感器厂内和工程现场标定方法及标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光纤电流传感器厂内和工程现场标定方法及标定装置，在进行厂内标定时，根据标准模块的变比系数因子和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用标定模型确定待标定模块的变比系数因子；在进行工程现场标定时，根据模块替换前后的光纤电流传感器的标定修正因子、采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，根据标定修正因子对模块替换后的光纤电流传感器进行标定，获得模块替换后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值，实现了对光纤电流传感器的工程现场标定。本发明在无需重新标定的前提下实现了FOCS中采集模块或光纤传感环模块的替换。
Description
技术领域
本发明涉及光纤电流传感领域，特别是涉及一种光纤电流传感器厂内和工程现场标定方法及标定装置。
背景技术
干涉式光纤电流传感器(Fiber-Optic Current Sensor，FOCS)由采集模块和光纤传感环模块组成，FOCS系统的固有变比定义为数字输出与基准电流的比值，FOCS固有变比主要受温度和中心波长的影响，而中心波长又由采集模块中的光源决定，中心波长会对光纤传感环的Verdet常数产生影响。
光源器件中心波长的离散性决定了光纤传感环模块和采集模块之间不具备通配性，即传感器中的任一模块发生替换时，FOCS的固有变比也会随之改变。这给FOCS工程现场的模块替换等维护工作带来了极大的不便。每当FOCS的子模块需要在工程现场替换时，都需要一套测试系统来对系统变比重新进行标定，这对于工程应用来说极大影响了用户体验，而目前尚没有可以解决这个问题的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种光纤电流传感器厂内和工程现场标定方法及标定装置，以实现光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块替换时无需二次标定。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种光纤电流传感器厂内标定方法，所述标定方法包括：
构建对光纤电流传感器中光纤传感环模块和采集模块的变比系数因子进行标定的标定模型；
选取与待标定模块对应的标准模块，并将待标定模块与标准模块熔接成待标定光纤电流传感器；所述待标定模块为光纤传感环模块时，标准模块为已知变比系数的采集模块；所述待标定模块为采集模块时，标准模块为已知变比系数的光纤传感环模块；
在对所述待标定光纤电流传感器不施加电流，且预设所述待标定光纤电流传感器的标定修正因子等于1的条件下，获得所述待标定光纤电流传感器的输出零偏均值；
对所述待标定光纤电流传感器施加标定电流，测得所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子；
根据所述输出零偏均值和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子对所述待标定光纤电流传感器进行标定，获得所述待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值；
根据所述标准模块的变比系数因子和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用所述标定模型，确定所述待标定模块的变比系数因子。
可选的，根据所述输出零偏均值和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子对所述待标定光纤电流传感器进行标定，获得所述待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值，具体包括：
根据所述输出零偏均值和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用公式
对所述待标定光纤电流传感器进行标定，获得所述待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值；
其中，
为第i个标定后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值，Kc(t)为t时刻的标定修正因子，
为第i个未标定的光纤电流传感器输出的电流数字量有效值，
为第i个未标定的光纤电流传感器的输出零偏均值。
可选的，根据所述标准模块的变比系数因子和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用所述标定模型，确定所述待标定模块的变比系数因子，具体包括：
对所述待标定光纤电流传感器断开所述标定电流，获得所述待标定光纤电流传感器的白噪声有效值；
通过仿真模型离线计算所述标定电流叠加所述白噪声有效值后所得的混合信号在一段时间内的电流有效值均值；
根据所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子、所述标定电流和所述电流有效值均值，利用公式
确定所述待标定光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
根据所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子、所述噪声变比系数修正因子和所述标准模块的变比系数因子，基于所述标定模型，利用公式
确定所述待标定模块的变比系数因子；
其中，Kc(t)为待标定光纤电流传感器在标定电流下t时刻的标定修正因子，
为第i个待标定模块的变比系数因子，Ks为标准模块的变比系数因子，
为第i个待标定光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子，
为第i个待标定光纤电流传感器的电流有效值均值，Ic为标定电流。
可选的，根据所述标准模块的变比系数因子和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用所述标定模型，确定所述待标定模块的变比系数因子，之后还包括：
获取采集模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线和光纤传感环模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线；
获取当前环境温度；
根据所述当前环境温度，基于采集模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线和光纤传感环模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线，分别获得当前环境温度下的采集模块的变比系数因子和当前环境温度下的光纤传感环模块的变比系数因子。
一种光纤电流传感器工程现场标定方法，应用所述的光纤电流传感器厂内标定方法，所述标定方法包括：
根据模块替换前的光纤电流传感器的白噪声有效值、探测器接收光强、标定修正因子和标定电流，确定模块替换前的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
更换所述光纤电流传感器的采集模块或光纤传感环模块，获得模块替换后的光纤电流传感器；
预设模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子等于1，测得模块替换后的光纤电流传感器的输出零偏均值和探测器接收光强；
根据模块替换后的光纤电流传感器的探测器接收光强，基于噪声与光功率的关系曲线，获得模块替换后的光纤电流传感器的白噪声有效值；
根据模块替换后的光纤电流传感器的白噪声有效值、标定修正因子和标定电流，计算模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子；
根据所述输出零偏均值和模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子对模块替换后的光纤电流传感器进行标定，获得模块替换后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值。
可选的，当更换光纤电流传感器的光纤传感环模块时，噪声与光功率的关系曲线的建立过程包括：
建立散粒噪声和光功率的关系式以及探测器相对强度噪声和光功率的关系式；
结合散粒噪声和光功率的关系式以及探测器相对强度噪声和光功率的关系式，确定光纤电流传感器的噪声与光功率的关系曲线。
可选的，当更换光纤电流传感器的采集模块时，噪声与光功率的关系曲线的建立过程包括：
建立散粒噪声和光功率的关系式、探测器相对强度噪声和光功率的关系式以及电阻热噪声和光功率的关系式；
结合散粒噪声和光功率的关系式、探测器相对强度噪声和光功率的关系式以及电阻热噪声和光功率的关系式，确定光纤电流传感器的噪声与光功率的关系曲线。
可选的，所述根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，具体包括：
根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，利用公式
确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子；
其中，Kc0为模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子，Kc1为模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，Kp0和Ks0分别为模块替换前的光纤电流传感器中光纤传感环模块和采集模块的变比系数因子，Kp1为模块替换后的光纤电流传感器中光纤传感环模块或采集模块的变比系数因子，erms0为模块替换前的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子，erms1为模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子。
一种光纤电流传感器工程现场标定装置，所述标定装置包括：标定系数录入模块、标定系数存储模块和标定系数计算模块；
所述标定系数录入模块分别与所述标定系数存储模块和所述标定系数计算模块连接，所述标定系数录入模块用于录入模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数和编号，并录入模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数，并将所有标定系数和所有编号均传输至所述标定系数存储模块进行存储，将模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数传输至所述标定系数计算模块；所述标定系数包括变比系数因子；
所述标定系数存储模块与所述标定系数计算模块连接，所述标定系数计算模块用于根据模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的编号从所述标定系数存储模块中获取模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数，并根据模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数以及模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数，计算模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子。
可选的，所述标定装置还包括：采集机箱和电源插件；
所述标定系数录入模块、所述标定系数存储模块和所述标定系数计算模块设置在所述采集机箱的背板的内壁上；
所述电源插件分别与所述标定系数录入模块、所述标定系数存储模块和所述标定系数计算模块连接。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种光纤电流传感器厂内和工程现场标定方法及标定装置，在进行厂内标定时，根据不施加电流时测得的输出零偏均值和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子对待标定光纤电流传感器进行标定，获得待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值，实现了对光纤电流传感器的厂内标定；根据标准模块的变比系数因子和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用标定模型，确定待标定模块的变比系数因子；在进行工程现场标定时，首先根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，然后根据输出零偏均值和模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子对模块替换后的光纤电流传感器进行标定，获得模块替换后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值，实现了对光纤电流传感器的工程现场标定。本发明在无需重新标定的前提下实现了FOCS中采集模块或光纤传感环模块的替换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种光纤电流传感器厂内标定方法的流程图；
图2为本发明提供的采集模块的厂内标定原理图；
图3为本发明提供的光纤传感环模块的厂内标定原理图；
图4为本发明提供的采集模块的厂内标定方法的流程图；
图5为本发明提供的光纤传感环模块的厂内标定方法的流程图；
图6为本发明提供的一种光纤电流传感器工程现场标定方法的流程图；
图7为本发明提供的当更换光纤电流传感器的光纤传感环模块时噪声与光功率的关系曲线图；
图8为本发明提供的当更换光纤电流传感器的采集模块时噪声与光功率的关系曲线图；
图9为本发明提供的一种光纤电流传感器工程现场标定的映射关系图；
图10为本发明提供的一种光纤电流传感器工程现场标定装置的结构图；
图11为本发明提供的一种光纤电流传感器工程现场标定装置的工作原理图；
图12为本发明实施例提供的一次标定电流的示意图；
图13为本发明实施例提供的白噪声的示意图；
图14为本发明实施例提供的混合信号的示意图；
图15为本发明实施例提供的标度系数的示意图；
图16为本发明实施例提供的变比系数修正因子的示意图；
图17为本发明实施例提供的第一种光源模块独立封装的FOCS采集模块的结构示意图；
图18为本发明实施例提供的第二种光源模块独立封装的FOCS采集模块的结构示意图；
图19为本发明实施例提供的第一种含光源功率监测功能的光源模块独立封装的FOCS采集模块的结构示意图；
图20为本发明实施例提供的第二种含光源功率监测功能的光源模块独立封装的FOCS采集模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种光纤电流传感器厂内和工程现场标定方法及标定装置，以实现光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块替换时无需二次标定。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供了一种光纤电流传感器厂内标定方法，如图1所示，该方法在对传感器标定的同时也测量出待测模块的变比系数因子，标定方法包括：
S101，构建对光纤电流传感器中光纤传感环模块和采集模块的变比系数因子进行标定的标定模型；
S102，选取与待标定模块对应的标准模块，并将待标定模块与标准模块熔接成待标定光纤电流传感器；待标定模块为光纤传感环模块时，标准模块为已知变比系数的采集模块；待标定模块为采集模块时，标准模块为已知变比系数的光纤传感环模块；
S103，在对待标定光纤电流传感器不施加电流，且预设待标定光纤电流传感器的标定修正因子等于1的条件下，获得待标定光纤电流传感器的输出零偏均值；
S104，对待标定光纤电流传感器施加标定电流，测得待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子；
S105，根据输出零偏均值和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子对待标定光纤电流传感器进行标定，获得待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值；
S106，根据标准模块的变比系数因子和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用标定模型，确定待标定模块的变比系数因子。
具体过程如下：
步骤S101，本发明首先建立了FOCS的标定模型，标定模型的建立过程为：
FOCS的探测器输出电压信号可表示为：
式(1)中，偏置调制相位为
Kd为光电探测的转换系数，α为光功率衰减系数，P0为光源光功率，
为FOCS光路返回探测器的干涉光信号中携带的光学相位差，
为闭环系统的反馈相位差。
FOCS在闭环解调时，探测器梳状波中相邻两周期的电平差可表示为：
式(2)中
为一个接近于0的小量，因此使用了
的近似。
由于光路的非理想性，电流传感光纤中的线性双折射、光纤波片的非理想相位延迟角(≠90°)和光路保偏元件中存在的偏振串音等因素使得光学相位差
不等于法拉第相移角，其计算公式如下：
式中，k为因光路非理想性而产生的与电流相关的法拉第相移角修正系数，F为一个圆偏振光波列在传感光纤中单向传播时所累积的法拉第相移角，V为电流传感光纤的Verdet常数，N为电流传感光纤的圈数，I为被测电流，
为光路非理想性而引入的与电流无关的等效光学相位差。
由式(2)和式(3)可知，反馈相位差可表示为：
此外，反馈相位差是通过解调数字量、D/A转换器和相位调制器来实现的，利用第二闭环反馈回路可精准跟踪出相位调制器的半波电压，半波电压对应了π相位的调制相位差，且相位调制器的调制电压与调制相位差呈线性关系，D/A转换器的数字满量程即为2π相位差所对应的数字量，因此反馈相位差还可表示为：
式中，Dout为解调数字量，m为D/A转换器的位数，Kfp为相位调制器的调制系数，Vπ为半波电压。
结合式(4)与式(5)，可得：
由式(6)可知，FOCS的输出模型中包含与电流I相关的变比系数K以及与电流I无关的固有偏置B。
此外由于噪声的存在，使得FOCS解调输出的数字量本质上是一个随机过程，为了提高FOCS输出的准确度，通常其输出值是一段采样时间内的有效值而非瞬时值。FOCS中的主要噪声项包含相对强度噪声、散粒噪声和热噪声，其中相对强度噪声受光波波长、光谱宽度和光功率的影响，散粒噪声受探测器的光电转换增益及暗电流的影响，热噪声受探测器后级放大电路中转换电阻的影响。
因此FOCS的实际数字输出可表示为：
式中，en_RIN为相对强度噪声有效值，en_shot为散粒噪声有效值，en_hot为热噪声有效值。
由于噪声不可消除，因此在对FOCS的输出数字量进行标定时，噪声的大小也会影响到标定模型中的变比系数。提出FOCS的一般标定模型如下：
Drms＝Kc·[(Kp·Ks+erms)·Irms-Bi] (8)
式中：Drms为标定后的FOCS输出有效值；Kc为标定修正因子，是人为标定时产生的一个校正值，不具有实际的物理意义；Irms为基准电流有效值；Kp为与光纤传感环模块相关的变比系数因子；Ks为与采集模块相关的变比系数因子；erms为受噪声影响而产生的变比系数修正因子；Bi为FOCS的固有偏置，与光纤传感环模块及采集模块均有关。
标定模型中的各分量及其影响因素可进一步表达为：
式中，ρ为光纤波片的相位延迟角，I为被测电流，T为观测点所处的环境温度，λ为光波的中心波长，n为传感光纤折射率，Δλ为光谱宽度，Mdepth为调制深度，Pd为探测器接收光功率，R为探测器后级放大电路中的转换电阻。
因此，得到对光纤电流传感器中光纤传感环模块和采集模块的变比系数因子进行标定的标定模型为
步骤S105，根据输出零偏均值和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子对待标定光纤电流传感器进行标定，获得待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值，具体包括：
根据输出零偏均值和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用公式
对待标定光纤电流传感器进行标定，获得待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值；
其中，
为第i个标定后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值，Kc(t)为t时刻的标定修正因子，
为第i个未标定的光纤电流传感器输出的电流数字量有效值，
为第i个未标定的光纤电流传感器的输出零偏均值。
步骤S106，根据标准模块的变比系数因子和待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用标定模型，确定待标定模块的变比系数因子，具体包括：
对待标定光纤电流传感器断开标定电流，获得待标定光纤电流传感器的白噪声有效值；
通过仿真模型离线计算标定电流叠加白噪声有效值后所得的混合信号在一段时间内的电流有效值均值；
根据待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子、标定电流和电流有效值均值，利用公式
确定待标定光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
根据待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子、噪声变比系数修正因子和标准模块的变比系数因子，基于标定模型，利用公式
确定待标定模块的变比系数因子；
其中，Kc(t)为待标定光纤电流传感器在标定电流下t时刻的标定修正因子，
为第i个待标定模块的变比系数因子，Ks为标准模块的变比系数因子，
为第i个待标定光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子，
为第i个待标定光纤电流传感器的电流有效值均值，Ic为标定电流。
厂内标定方法即是通过将待测的模块统一与一个标准模块匹配，进行传感器标定的同时也测量出待测模块的变比系数因子。这个测得的变比系数因子对于本次标定并不产生作用，而一旦具有变比系数因子的模块组装成了FOCS传感器，并且当这种FOCS传感器中有任一子模块发生替换时，可直接利用原始子模块的变比系数因子、新替换子模块的变比系数因子以及替换前后的传感器光功率等参数变化，在无需借用外部基准源的前提下对替换后的新FOCS系统进行标定。
(1)如图2和4所示，光纤传感环模块的具体厂内标定方法如下：
选定一个标准的采集模块，该模块的下列参数需提前测定：中心波长λ、半波电压Vπ、光谱宽度Δλ、光电转换增益系数Kd，探测器放大电阻R。此外，调制深度需为某一固定值。
由式(9)可知，该模块的Ks已可通过计算模型确定，当某一传感环与标准采集模块熔接后，标准模块的光源驱动电流和光源工作温度均不允许再调节，仅可依据光路渡越时间的变更来调整相位调制器上所施加调制信号的调制频率，令Kc(t1)＝1，不加电流，测试此时FOCS的输出零偏均值Brem，可通过延长测试时间来提升零偏均值的测量精度。
施加用于标定的有效值为Ic的一次电流，测得此时的标定修正因子Kc(t2)，记录传感环的光纤圈数N、可体现探测器接收光功率强弱的指标(比如其输出波形的交流分量)Pc。
断开一次电流，复测此时FOCS系统的白噪声有效值ewn，通过仿真模型离线计算电流有效值Ic(一次标定电流如图12所示)叠加有效值为ewn的白噪声(白噪声如图13所示)后所得的混合信号在一段时间内的有效值均值Ice(Ice如图14所示)，则可推断出噪声引入的变比系数修正因子为：
图12-图14的横坐标time表示时间，单位为ms。标度因数
如图15所示。变比系数修正因子erms如图16所示。图15和图16的横坐标均表示采样点数。
需要注意的是，不同标定电流下的修正因子erms不同，如果变更了传感器的工作电流，则erms需要重新在线下进行仿真，但不需要重新测试白噪声。
将已测得的Kc(t2)、erms以及计算所得的Ks带入式(8)中，令Kc(t2)·(Kp·Ks+erms)＝1即可计算出Kp，得到传感环的变比系数因子。
对FOCS进行标定，使得FOCS的数字输出满足以下形式：
Drms＝Kc(t3)·(Drem-Brem) (11)
式(11)中的Drem是未标定时(也即Kc(t1)＝1)的FOCS解调数字输出，Kc(t3)是标定修正因子。
通过以上方法，将所有的传感环均使用同一个标准的采集模块进行标定，此时可默认Ks不变，每个传感环均有一套与之一一对应的标定系数，包含：标准采集模块的中心波长λ、传感环圈数N和变比系数因子Kp，必要时可记录Pc、ewn和erms。
根据Kp的定义，该因子的大小与光功率无关，因此只要在标定时准确测量了受光功率影响的白噪声并且在模型中将噪声因子减去，那么就默认为测得的Kp已经消除了光功率的影响，这个Kp可以跟随被测的光纤传感环在其他FOCS系统中使用，而不必担心厂内测得的Kp在工程现场应用时会受光功率变化的影响，唯一需要考虑的是可能会受中心波长的影响。
(2)如图3和5所示，采集模块的具体厂内标定方法如下：
选定一个标准的光纤传感环模块，该模块的下列参数需提前测定：光纤波片的延迟角度ρ，传感光纤在某一固定波长λ0下的Verdet常数V0，此外，传感光纤的圈数为N。
测试某采集模块输出光波的光谱参数，如中心波长λ、光谱宽度Δλ等。
利用测得的中心波长λ计算在此波长下标准传感环的Verdet常数V。
由式(9)可知，标准光纤传感环模块的Kp已可通过计算模型确定，当被测的采集模块与标准光纤传感环模块熔接后，令Kc(t1)＝1，不加电流，测试此时FOCS的输出零偏均值Bi，可通过延长测试时间来提升零偏均值的测量精度。
施加用于标定的有效值为Ic的一次电流，测得此时的标定修正因子Kc(t2)，记录可体现探测器接收光功率强弱的指标(比如其输出波形的交流分量)Pc。
断开一次电流，复测此时FOCS系统的白噪声有效值ewn，通过仿真模型离线计算电流有效值Ic叠加有效值为ewn的白噪声后所得的混合信号在一段时间内的有效值均值Ice，则可根据式(10)推断出噪声引入的变比系数修正因子erms。
需要注意的是，不同标定电流下的修正因子erms不同，如果变更了传感器的工作电流，则erms需要重新在线下进行仿真，但不需要重新测试白噪声。
将已测得的Kc(t2)、erms以及计算所得的Kp带入式(8)中，令Kc(t2)·(Kp·Ks+erms)＝1即可计算出Ks，得到采集模块的变比系数因子。
对FOCS进行标定对FOCS进行标定，使得FOCS的数字输出满足式(11)的形式。
通过以上方法，将所有的采集模块均使用同一个标准的光纤传感环模块进行标定，根据采集模块的输出中心波长可计算出标准传感环的Kp，每个采集模块均有一套与之一一对应的参数，包含：中心波长λ、光谱宽度Δλ、光纤传感环圈数N和变比系数因子Ks，必要时可记录Pc、ewn和erms。
根据Ks的定义，该因子的大小与光功率无关，因此只要在标定时准确测量了受光功率影响的白噪声并且在模型中将噪声因子减去，那么就默认为测得的Ks已经消除了光功率的影响，这个Ks可以跟随被测的采集模块在其他FOCS系统中使用，而不必担心厂内测得的Ks在工程现场应用时会受光功率变化的影响。
以上方法默认环境温度T不变，在实际工程现场进行标定时可将温度变量纳入修正模型中，分别对Ks和Kp进行温度误差修正，此时的标定公式为：
Drms(T)＝Kc(T)·[Drem(T)-Brem(T)] (12)
具体标定步骤为：
·由于Ks和Kp是温度T的函数，因此可表示为Ks(T)和Kp(T)，通过厂内标定可事先测得Ks(T)和Kp(T)的模型曲线；
·在环境温度T1下按照上述方法进行FOCS中光纤传感环的标定，标定过程中计算出的Ks＝Ks(T1)，Kp＝Kp(T1)；
可知在环境温度T2下，利用Ks(T)和Kp(T)的模型曲线推算出此时的Ks(T2)和Kp(T2)，即完成了对Ks和Kp的温度误差修正。
即，获取采集模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线和光纤传感环模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线；
获取当前环境温度；
根据当前环境温度，基于采集模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线和光纤传感环模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线，分别获得当前环境温度下的采集模块的变比系数因子和当前环境温度下的光纤传感环模块的变比系数因子。
本发明还提供了一种光纤电流传感器工程现场标定方法，如图6所示，应用光纤电流传感器厂内标定方法，标定方法包括：
步骤S601，根据模块替换前的光纤电流传感器的白噪声有效值、探测器接收光强、标定修正因子和标定电流，确定模块替换前的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
步骤S602，更换光纤电流传感器的采集模块或光纤传感环模块，获得模块替换后的光纤电流传感器；
步骤S603，预设模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子等于1，测得模块替换后的光纤电流传感器的输出零偏均值和探测器接收光强；
步骤S604，根据模块替换后的光纤电流传感器的探测器接收光强，基于噪声与光功率的关系曲线，获得模块替换后的光纤电流传感器的白噪声有效值；
步骤S605，根据模块替换后的光纤电流传感器的白噪声有效值、标定修正因子和标定电流，计算模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
步骤S606，根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子；
步骤S607，根据输出零偏均值和模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子对模块替换后的光纤电流传感器进行标定，获得模块替换后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值。
步骤S604，当更换光纤电流传感器的光纤传感环模块时，噪声与光功率的关系曲线的建立过程包括：
建立散粒噪声和光功率的关系式以及探测器相对强度噪声和光功率的关系式；
结合散粒噪声和光功率的关系式以及探测器相对强度噪声和光功率的关系式，确定光纤电流传感器的噪声与光功率的关系曲线。
步骤S604，当更换光纤电流传感器的采集模块时，噪声与光功率的关系曲线的建立过程包括：
建立散粒噪声和光功率的关系式、探测器相对强度噪声和光功率的关系式以及电阻热噪声和光功率的关系式；
结合散粒噪声和光功率的关系式、探测器相对强度噪声和光功率的关系式以及电阻热噪声和光功率的关系式，确定光纤电流传感器的噪声与光功率的关系曲线。
步骤S606，根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，具体包括：
根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，利用公式
确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子；
其中，Kc0为模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子，Kc1为模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，Kp0和Ks0分别为模块替换前的光纤电流传感器中光纤传感环模块和采集模块的变比系数因子，Kp1为模块替换后的光纤电流传感器中光纤传感环模块或采集模块的变比系数因子，erms0为模块替换前的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子，erms1为模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子。
(1)更换光纤传感环模块
在工程现场模块替换前，需通过调试软件测试FOCS的白噪声有效值ewn0和探测器接收光强Pc0，利用此前传感器安装时就已记录下来的标定修正因子Kc(t2)、传感器在工程现场所测量电流的额定值Ic，结合公式(10)来估算erms0。
替换掉原始的光纤传感环模块后，令标定修正因子Kc＝1，测量此时传感器的输出零偏均值Brem和探测器接收光强Pc1，由于此时噪声主要受光功率变化的影响，因此可利用Pc0、Pc1和erms0来估算更新后的erms1。估算方法为：
对噪声与光功率进行关系建模，FOCS中与光功率有关的噪声项主要为散粒噪声和探测器相对强度噪声，其计算式分别为：
散粒噪声的计算式为：
式中，RD为探测器的响应度，P为探测器的接收光功率，idark为探测器的暗电流，e为电子电量，R为放大器的跨阻抗，Δf为测量带宽，P0为光源发射光功率，
为偏置相位角。
探测器相对强度噪声的计算式为：
式中τc为光源的自相干时间，Δf为测量带宽，Δλ为光谱宽度，c为真空光速，λ为光波波长，V为探测器输出电压。
利用式(13)和式(14)可以得到探测器接收光功率与FOCS噪声的一般模型，如图7所示。
通过查表法，根据Pc0、Pc1和ewn0来估算更新后的ewn1，利用ewn1，此前传感器安装时就已记录下来的标定修正因子Kc(t2)、传感器在工程现场所测量电流的额定值Ic，结合公式(10)来估算erms1。
对于在现场已经出现故障的光纤传感环，可直接调用故障前最后一次有用的erms0来进行计算，通常噪声引入的变比修正因子属于一个小量，不会对标定精度产生较大影响。
利用公式(15)推算出新的标定修正因子Kc1的表达式如(16)所示：
Kc0·(Kp0·Ks0+erms0)＝Kc1·(Kp1·Ks0+erms1) (15)
公式(16)中的Kc0、Ks0均为原始传感器出厂前测定的参数，Kp1为新替换的光纤传感环模块出厂前测定的参数，erms0为现场重新测定的原始传感器参数，erms1为现场根据传感器的熔接光功率推算的参数。
因此重新标定后，FOCS传感器的数字输出修正模型为：
Drms＝Kc1·(Drem-Brem) (17)
公式(17)中的Drem是未标定时(也即Kc＝1)的FOCS解调数字输出，Kc1是标定修正因子。
由于在计算Kc1的过程中无需施加基准电流，因此实现了无源标定。
(2)更换采集模块
在工程现场模块替换前，需调取原始采集模块的中心波长λ0和光谱宽度Δλ0，调取原始光纤传感环模块的变比系数因子Kp0，通过调试软件测试FOCS的白噪声和探测器接收光强Pc0，利用此前传感器安装时就已记录下来的标定修正因子Kc(t2)、传感器在工程现场所测量电流的额定值Ic，结合公式(10)来估算erms0。
在工程现场替换掉原始的采集模块后，令标定修正因子Kc＝1，测量此时传感器的输出零偏均值Bi。
调取新替换采集模块的中心波长λ1、光谱宽度Δλ1、探测器跨阻抗R0和变比系数因子Ks1，利用λ0、Δλ0和Kp0推算出采集模块更换后、原始光纤传感环模块的新变比系数因子Kp1。
通过调试软件测量采集模块更新后的探测器接收光强Pc1，由于此时噪声主要受光功率Pc1、光谱宽度Δλ1和探测器跨阻抗R1的影响，因此可利用Pc0、Pc1、Δλ0、Δλ1、R0、R1和erms0来估算更新后的erms1。估算方法为：
对噪声与光功率、光谱宽度进行关系建模，FOCS中与光功率、光谱宽度、探测器跨阻抗有关的噪声项主要为散粒噪声、电阻热噪声和探测器相对强度噪声，散粒噪声和探测器相对强度噪声的计算式详见式(13)和式(14)，电阻热噪声的计算式为：
式中，kB为波尔兹曼常数，T为绝对温度，R为放大器的跨阻抗，Δf为测量带宽。
利用式(13)、式(14)和式(18)可以得到探测器光功率、光谱宽度和探测器跨阻抗与FOCS白噪声的一般模型，其中光谱宽度和探测器跨阻抗需要事先在厂内生产时获知，探测器光功率需要在现场更换时实时测量，因此一般模型如图8所示。
通过查表法，根据Pc0、Pc1、Δλ0、Δλ1、R0、R1和ewn0来估算更新后的ewn1，利用ewn1，此前传感器安装时就已记录下来的标定修正因子Kc(t2)、传感器在工程现场所测量电流的额定值Ic，结合公式(10)来估算erms1。
对于在现场已经出现故障的采集模块，可直接调用故障前最后一次有用的erms0来进行计算，通常噪声引入的变比修正因子属于一个小量，不会对标定精度产生较大影响。
利用公式(19)推算出新的标定修正因子Kc1的表达式如(20)所示：
Kc0·(Kp0·Ks0+erms0)＝Kc1·(Kp1·Ks1+erms1) (19)
公式(20)中的Kc0、Ks0均为原始传感器出厂前测定的参数，Kp1为采集模块更换后原始光纤传感环模块随之更新的变比系数因子，Ks1为新替换的采集模块出厂前的变比系数因子，erms0为现场重新测定的原始传感器参数，erms1为现场根据传感器的熔接光功率变化以及光谱宽度变化而推算的参数。
因此重新标定后，FOCS传感器的数字输出修正模型为：
Drms＝Kc1·(Drem-Brem) (21)
公式(21)中的Drem是未标定时(也即Kc＝1)的FOCS解调数字输出，Kc1是标定修正因子。由于在计算Kc1的过程中无需施加基准电流，因此实现了无源标定。
本发明仅通过一次厂内标定，将FOCS的标定系数分解到其子模块，也即光纤传感环模块和采集模块。对于携带子模块标定系数信息的FOCS，其中任意一子模块发生变更时，无需在厂外进行二次标定，仅通过子模块的标定系数信息和现场熔接参数以及变比系数因子与标定修正因子的映射关系(如图9所示)即可实现在无需借用外部基准源的前提下对更新后FOCS的重新标定。
当工程现场需要调节光源驱动电流时，可利用模型修正传感环的变比系数因子Kp：
中心波长与宽带光源驱动电流的关系式为：
式中kI为光源中心波长受驱动电流影响的漂移系数，对于SLD光源来说，其典型值为40ppm/mA。
中心波长与Verdet常数的关系式为：
式(23)中C为常数，将式(23)两边求微分得到：
将式(24)除以式(23)，得到：
结合式(9)、式(20)和式(25)可得：
利用式(26)可以完成对Kp的修正。
本发明对应一种光纤电流传感器工程现场标定方法，提供了一种光纤电流传感器工程现场标定装置，如图10所示，标定装置包括：标定系数录入模块、标定系数存储模块和标定系数计算模块。
标定系数录入模块分别与标定系数存储模块和标定系数计算模块连接，标定系数录入模块用于录入模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数和编号，并录入模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数，并将所有标定系数和所有编号均传输至标定系数存储模块进行存储，将模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数传输至标定系数计算模块；标定系数包括变比系数因子；
标定系数存储模块与标定系数计算模块连接，标定系数计算模块用于根据模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的编号从标定系数存储模块中获取模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数，并根据模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数以及模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数，计算模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子。
标定装置还包括：采集机箱和电源插件；标定系数录入模块、标定系数存储模块和标定系数计算模块设置在采集机箱的背板的内壁上；电源插件分别与标定系数录入模块、标定系数存储模块和标定系数计算模块连接。
图10中采集插件和光纤传感环是FOCS传感器的两个子模块，采集插件与光纤传感环(光纤传感环1-光纤传感环k)通过光缆连接，每一套FOCS传感器对应一个测量通道，采集插件与机箱背板通过高速连接器连接。多个采集插件(采集插件1-采集插件k)可插入同一采集单元的机箱中，通过机箱背板实现多通道级联。
将采集插件和光纤传感环的标定系数及其对应编号录入并存储在机箱背板的电子芯片中，当任一套FOCS传感器的子模块发生替换时，通过标定系数录入模块将指定编号的新模块标定系数录入并存储在标定系数存储模块内，利用旧模块的编号从标定系数存储模块中获取与之唯一对应的标定系数，新旧模块的标定系数传输至标定系数计算模块并计算出模块替换后的传感器标定系数，计算原理如图11所示。
本发明具体应用的最佳实施例
(1)可对采集模块中光源器件进行波长控制，通过精确调节驱动电流或工作温度，使得所有采集模块的输出中心波长一致，这样在工程现场替换采集模块时，无需变更光纤传感环的变比系数因子Kp。
(2)由于FOCS的光源模块是其可靠性薄弱环节，同时光源模块也是导致光路中心波长不一致的根源，因此可将FOCS采集模块设计为两部分模块组成，其中的宽带光源及其驱动电路单独封装为图17和图18中的模块1，通过驱动电流或工作温度控制，使得所有的宽带光源输出中心波长一致，输出光功率在一个合理范围，则模块1是一个通配模块，对于任意的FOCS系统均可适配及自由替换，剩下的光路和电路封装为图17和图18中的模块2，模块1与模块2之间采用带连接器的光纤跳线插拔式连接，这样对于现场应用的FOCS而言，当发现系统监测光功率发生较大衰减时，可先替换光源模块，如果光功率恢复，则检修完毕，如果光功率未恢复，则将采集模块全部替换下来再进行返厂分析。
再进一步的，当与光源功率监测功能结合起来时，如图19和图20所示，可直接通过内部自诊断信息判断光功率衰减原因是由光源引起还是由光路器件引起，当定位为光源功率衰减时直接替换掉光源模块，可无需携带熔接机即能完成FOCS的现场维修。
图17-图20中，PIN-FET为光电组件电路，图18和图20中PBS/PBC为PolarizationBeam Splitter/Combiner，偏振光合束器或者偏振光分束器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种光纤电流传感器厂内标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：
构建对光纤电流传感器中光纤传感环模块和采集模块的变比系数因子进行标定的标定模型；
选取与待标定模块对应的标准模块，并将待标定模块与标准模块熔接成待标定光纤电流传感器；所述待标定模块为光纤传感环模块时，标准模块为已知变比系数的采集模块；所述待标定模块为采集模块时，标准模块为已知变比系数的光纤传感环模块；
在对所述待标定光纤电流传感器不施加电流，且预设所述待标定光纤电流传感器的标定修正因子等于1的条件下，获得所述待标定光纤电流传感器的输出零偏均值；
对所述待标定光纤电流传感器施加标定电流，测得所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子；
根据所述输出零偏均值和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子对所述待标定光纤电流传感器进行标定，获得所述待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值；
根据所述标准模块的变比系数因子和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用所述标定模型，确定所述待标定模块的变比系数因子，具体包括：
对所述待标定光纤电流传感器断开所述标定电流，获得所述待标定光纤电流传感器的白噪声有效值；
通过仿真模型离线计算所述标定电流叠加所述白噪声有效值后所得的混合信号在一段时间内的电流有效值均值；
根据所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子、所述标定电流和所述电流有效值均值，利用公式
确定所述待标定光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
根据所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子、所述噪声变比系数修正因子和所述标准模块的变比系数因子，基于所述标定模型，利用公式
确定所述待标定模块的变比系数因子；
其中，Kc(t)为待标定光纤电流传感器在标定电流下t时刻的标定修正因子，
为第i个待标定模块的变比系数因子，Ks为标准模块的变比系数因子，
为第i个待标定光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子，
为第i个待标定光纤电流传感器的电流有效值均值，Ic为标定电流。
2.根据权利要求1所述的光纤电流传感器厂内标定方法，其特征在于，根据所述输出零偏均值和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子对所述待标定光纤电流传感器进行标定，获得所述待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值，具体包括：
根据所述输出零偏均值和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用公式
对所述待标定光纤电流传感器进行标定，获得所述待标定光纤电流传感器输出的电流数字标定值；
其中，
为第i个标定后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值，Kc(t)为待标定光纤电流传感器在标定电流下t时刻的标定修正因子，
为第i个未标定的光纤电流传感器输出的电流数字量有效值，
为第i个未标定的光纤电流传感器的输出零偏均值。
3.根据权利要求1所述的光纤电流传感器厂内标定方法，其特征在于，根据所述标准模块的变比系数因子和所述待标定光纤电流传感器在标定电流下的标定修正因子，利用所述标定模型，确定所述待标定模块的变比系数因子，之后还包括：
获取采集模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线和光纤传感环模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线；
获取当前环境温度；
根据所述当前环境温度，基于采集模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线和光纤传感环模块的变比系数因子与环境温度的关系曲线，分别获得当前环境温度下的采集模块的变比系数因子和当前环境温度下的光纤传感环模块的变比系数因子。
4.一种光纤电流传感器工程现场标定方法，其特征在于，应用权利要求1-3任一项所述的光纤电流传感器厂内标定方法，所述标定方法包括：
根据模块替换前的光纤电流传感器的白噪声有效值、探测器接收光强、标定修正因子和标定电流，确定模块替换前的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
更换所述光纤电流传感器的采集模块或光纤传感环模块，获得模块替换后的光纤电流传感器；
预设模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子等于1，测得模块替换后的光纤电流传感器的输出零偏均值和探测器接收光强；
根据模块替换后的光纤电流传感器的探测器接收光强，基于噪声与光功率的关系曲线，获得模块替换后的光纤电流传感器的白噪声有效值；
根据模块替换后的光纤电流传感器的白噪声有效值、标定修正因子和标定电流，计算模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子；
根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子；
根据所述输出零偏均值和模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子对模块替换后的光纤电流传感器进行标定，获得模块替换后的光纤电流传感器输出的电流数字标定值。
5.根据权利要求4所述的光纤电流传感器工程现场标定方法，其特征在于，当更换光纤电流传感器的光纤传感环模块时，噪声与光功率的关系曲线的建立过程包括：
建立散粒噪声和光功率的关系式以及探测器相对强度噪声和光功率的关系式；
结合散粒噪声和光功率的关系式以及探测器相对强度噪声和光功率的关系式，确定光纤电流传感器的噪声与光功率的关系曲线。
6.根据权利要求4所述的光纤电流传感器工程现场标定方法，其特征在于，当更换光纤电流传感器的采集模块时，噪声与光功率的关系曲线的建立过程包括：
建立散粒噪声和光功率的关系式、探测器相对强度噪声和光功率的关系式以及电阻热噪声和光功率的关系式；
结合散粒噪声和光功率的关系式、探测器相对强度噪声和光功率的关系式以及电阻热噪声和光功率的关系式，确定光纤电流传感器的噪声与光功率的关系曲线。
7.根据权利要求4所述的光纤电流传感器工程现场标定方法，其特征在于，所述根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，具体包括：
根据模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子和噪声变比系数修正因子、模块替换前的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子、模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子、模块替换后的光纤电流传感器中采集模块的变比系数因子和光纤传感环模块的变比系数因子，利用公式
确定模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子；
其中，Kc0为模块替换前的光纤电流传感器的标定修正因子，Kc1为模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子，Kp0和Ks0分别为模块替换前的光纤电流传感器中光纤传感环模块和采集模块的变比系数因子，Kp1为模块替换后的光纤电流传感器中光纤传感环模块或采集模块的变比系数因子，erms0为模块替换前的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子，erms1为模块替换后的光纤电流传感器的噪声变比系数修正因子。
8.一种光纤电流传感器工程现场标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：标定系数录入模块、标定系数存储模块和标定系数计算模块；
所述标定系数录入模块分别与所述标定系数存储模块和所述标定系数计算模块连接，所述标定系数录入模块用于录入模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数和编号，并录入模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数，并将所有标定系数和所有编号均传输至所述标定系数存储模块进行存储，将模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数传输至所述标定系数计算模块；所述标定系数包括变比系数因子；
所述标定系数存储模块与所述标定系数计算模块连接，所述标定系数计算模块用于根据模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的编号从所述标定系数存储模块中获取模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数，并根据模块替换前的光纤电流传感器中采集模块和光纤传感环模块的标定系数以及模块替换后的光纤电流传感器中采集模块或光纤传感环模块的标定系数，计算模块替换后的光纤电流传感器的标定修正因子。
9.根据权利要求8所述的光纤电流传感器工程现场标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括：采集机箱和电源插件；
所述标定系数录入模块、所述标定系数存储模块和所述标定系数计算模块设置在所述采集机箱的背板的内壁上；
所述电源插件分别与所述标定系数录入模块、所述标定系数存储模块和所述标定系数计算模块连接。
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