本技術涉及光學法壓力測量，尤其涉及一種光學壓力標準fp諧振腔與溫控銅腔之間溫度梯度測量方法。

背景技術：

1、壓力是工業生產和科學研究中常用的測量參數之一，通過統一的壓力標準進行壓力測試。基于法布里珀羅(fabry-perot，簡稱fp)諧振腔的光學壓力標準結合氣體熱力學方程和洛倫茲-洛倫茨lorentz-lorenz方程建立了氣體壓力與其折射率的關聯關系，通過測量fp諧振腔在不同氣體壓力下激光共振頻率的變化，確定充入fp諧振腔氣體的壓力大小，將壓力量值溯源至基本物理常數(例如玻爾茲曼常數等)以及氣體的基本物理性質(例如電極化率或者磁化率等)，具有測量準確性高的優勢，是壓力測量超精密發展的趨勢。

2、實際應用中，fp諧振腔與外部的用于溫控的銅腔連接，通過與銅腔連接的溫控模塊控制fp諧振腔中氣體的溫度，將該溫度代入氣體壓力與折射率的關聯關系，得到fp諧振腔中的待測氣體的壓力。

3、然而，fp諧振腔與銅腔之間存在溫度梯度，導致溫控模塊控制的溫度與fp諧振腔中氣體的實際溫度之間存在誤差，進而導致代入關聯關系測量壓力存在準確性低的問題。

技術實現思路

1、本技術提供一種光學壓力標準fp諧振腔與溫控銅腔之間溫度梯度測量方法，用以提升壓力測試的準確性。

2、第一方面，本技術提供一種光學壓力標準fp諧振腔與溫控銅腔之間溫度梯度測量方法，包括：確定樣本數據，所述樣本數據包括多個目標溫度對應的多個第一頻率變化量以及多個第二頻率變化量，所述樣本數據為對法布里珀羅fp諧振腔進行步進溫度調整并進行頻率測量得到，所述fp諧振腔包括測量腔和參考腔；對所述樣本數據進行擬合處理，得到所述測量腔的頻率變化量隨溫度變化的第一頻率變化系數、以及所述參考腔的頻率變化量隨溫度變化的第二頻率變化系數；根據所述第一頻率變化系數以及所述多個目標溫度，確定所述測量腔的多個第一熱膨脹系數，根據所述第二頻率變化系數以及所述多個目標溫度，確定所述參考腔的多個第二熱膨脹系數；根據所述多個第一熱膨脹系數，確定所述測量腔的多個第一溫度致頻率變化率，根據所述多個第二熱膨脹系數，確定所述參考腔的多個第二溫度致頻率變化率；根據所述多個第一溫度致頻率變化率，確定所述測量腔與銅腔之間的第一溫度梯度，根據所述多個第二溫度致頻率變化率，確定所述參考腔與所述銅腔之間的第二溫度梯度。

3、在一種可能的實施方式中，確定樣本數據，包括：確定內加熱層的第一初始溫度，確定外加熱層的第二初始溫度，所述內加熱層和所述外加熱層用于控制所述fp諧振腔的溫度環境，所述銅腔包括所述內加熱層以及所述外加熱層；對壓力艙進行抽真空處理，直至所述fp諧振腔的當前真空度大于或者等于真空度閾值，獲取所述測量腔的第一初始頻率、以及所述參考腔的第二初始頻率，所述壓力艙用于控制所述fp諧振腔的壓力環境；向所述壓力艙中充入預設壓強的預設氣體，根據目標步進溫度調整所述內加熱層以及所述外加熱層的溫度，在每次調整溫度后獲取頻率得到所述測量腔的多個第一實時頻率、以及所述參考腔的多個第二實時頻率；根據所述第一初始頻率以及所述多個第一實時頻率，確定所述多個第一頻率變化量，根據所述第二初始頻率以及所述多個第二實時頻率，確定所述多個第二頻率變化量；確定所述樣本數據包括所述第一初始溫度、所述第二初始溫度、所述目標步進溫度、所述多個第一頻率變化量、以及所述多個第二頻率變化量。

4、在一種可能的實施方式中，所述目標步進溫度包括第一步進溫度、第二步進溫度、第三步進溫度、以及第四步進溫度；根據目標步進溫度調整所述內加熱層以及所述外加熱層的溫度，包括：根據所述第一步進溫度對所述內加熱層進行步進加熱處理，直至所述內加熱層的溫度達到第一溫度閾值，根據所述第二步進溫度對所述外加熱層進行步進加熱處理，直至所述外加熱層的溫度達到第二溫度閾值；根據所述第一步進溫度對所述內加熱層進行步進降溫處理，直至所述內加熱層的溫度達到所述第一初始溫度，根據所述第二步進溫度對所述外加熱層進行步進降溫處理，直至所述外加熱層的溫度達到所述第二初始溫度；根據所述第三步進溫度對所述內加熱層進行步進加熱處理，直至所述內加熱層的溫度達到所述第一溫度閾值，根據所述第四步進溫度對所述外加熱層進行步進加熱處理，直至所述外加熱層的溫度達到所述第二溫度閾值；根據所述第三步進溫度對所述內加熱層進行步進降溫處理，直至所述內加熱層的溫度達到所述第一初始溫度，根據所述第四步進溫度對所述外加熱層進行步進降溫處理，直至所述外加熱層的溫度達到所述第二初始溫度。

5、在一種可能的實施方式中，在每次調整溫度后獲取頻率得到所述測量腔的多個第一實時頻率、以及所述參考腔的多個第二實時頻率，包括：在每次溫度調整后通過壓力艙中的標準溫度計確定實時溫度；若所述實時溫度在預設時長內的波動值小于波動值閾值，則獲取所述測量腔與所述參考腔之間的第一拍頻、以及所述參考腔與激光器之間的第二拍頻；根據所述第一拍頻、所述第二拍頻、以及碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率，確定所述多個第一實時頻率，根據所述第二拍頻、以及所述碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率，確定所述多個第二實時拍頻。

6、在一種可能的實施方式中，對所述樣本數據進行擬合處理，得到所述測量腔的頻率變化量隨溫度變化的第一頻率變化系數、以及所述參考腔的頻率變化量隨溫度變化的第二頻率變化系數，包括：根據真空出氣效應引入的氣體壓力變化量、fp腔形變系數、以及腔鏡反射相移修正系數確定第一修正頻率以及第二修正頻率；通過所述第一修正頻率對所述多個第一頻率變化量進行修正處理，得到多個第一目標頻率變化量，根據所述第二修正頻率對所述多個第二頻率變換量進行修正處理，得到多個第二目標頻率變化量；對所述多個目標溫度、所述多個第一目標頻率變化量、以及所述多個第二目標頻率變化量進行擬合處理，得到所述第一頻率變化系數以及所述第二頻率變化系數。

7、在一種可能的實施方式中，根據所述多個第一熱膨脹系數，確定所述測量腔的多個第一溫度致頻率變化率，根據所述多個第二熱膨脹系數，確定所述參考腔的多個第二溫度致頻率變化率，包括：確定碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率；分別計算每個第一熱膨脹系數與所述碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率的乘積的負數，得到所述多個第一溫度致頻率變化率，分別計算每個第二熱膨脹系數與所述碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率的乘積的負數，得到所述多個第二溫度致頻率變化率。

8、在一種可能的實施方式中，根據所述多個第一溫度致頻率變化率，確定所述測量腔與銅腔之間的第一溫度梯度，根據所述多個第二溫度致頻率變化率，確定所述參考腔與所述銅腔之間的第二溫度梯度，包括：接收測量請求，所述測量請求包括測量腔的第一當前溫度、測量腔的第一當前頻率變化量、參考腔的第二當前溫度、以及參考腔的第二當前頻率變化量；確定所述第一當前溫度對應的第一目標溫度致頻率變化率，確定所述第二當前溫度對應的第二目標溫度致頻率變化率；將所述第一當前頻率變化量與所述第一目標溫度致頻率變化率的比值確定為所述第一溫度梯度，將所述第二當前頻率變化量與所述第二目標溫度致頻率變化率的比值確定為所述第二溫度梯度。

9、第二方面，本技術提供一種光學壓力標準fp諧振腔與溫控銅腔之間溫度梯度測量系統，包括：確定模塊，用于確定樣本數據，所述樣本數據包括多個目標溫度對應的多個第一頻率變化量以及多個第二頻率變化量，所述樣本數據為對法布里珀羅fp諧振腔進行步進溫度調整并進行頻率測量得到，所述fp諧振腔包括測量腔和參考腔；擬合模塊，用于對所述樣本數據進行擬合處理，得到所述測量腔的頻率變化量隨溫度變化的第一頻率變化系數、以及所述參考腔的頻率變化量隨溫度變化的第二頻率變化系數；第一計算模塊，用于根據所述第一頻率變化系數以及所述多個目標溫度，確定所述測量腔的多個第一熱膨脹系數，根據所述第二頻率變化系數以及所述多個目標溫度，確定所述參考腔的多個第二熱膨脹系數；第二計算模塊，用于根據所述多個第一熱膨脹系數，確定所述測量腔的多個第一溫度致頻率變化率，根據所述多個第二熱膨脹系數，確定所述參考腔的多個第二溫度致頻率變化率；處理模塊，用于根據所述多個第一溫度致頻率變化率，確定所述測量腔與銅腔之間的第一溫度梯度，根據所述多個第二溫度致頻率變化率，確定所述參考腔與所述銅腔之間的第二溫度梯度。

10、在一種可能的實施方式中，所述確定模塊，具體用于確定內加熱層的第一初始溫度，確定外加熱層的第二初始溫度，所述內加熱層和所述外加熱層用于控制所述fp諧振腔的溫度環境，所述銅腔包括所述內加熱層以及所述外加熱層；所述確定模塊，具體還用于對壓力艙進行抽真空處理，直至所述fp諧振腔的當前真空度大于或者等于真空度閾值，獲取所述測量腔的第一初始頻率、以及所述參考腔的第二初始頻率，所述壓力艙用于控制所述fp諧振腔的壓力環境；所述確定模塊，具體還用于向所述壓力艙中充入預設壓強的預設氣體，根據目標步進溫度調整所述內加熱層以及所述外加熱層的溫度，在每次調整溫度后獲取頻率得到所述測量腔的多個第一實時頻率、以及所述參考腔的多個第二實時頻率；所述確定模塊，具體還用于根據所述第一初始頻率以及所述多個第一實時頻率，確定所述多個第一頻率變化量，根據所述第二初始頻率以及所述多個第二實時頻率，確定所述多個第二頻率變化量；所述確定模塊，具體還用于確定所述樣本數據包括所述第一初始溫度、所述第二初始溫度、所述目標步進溫度、所述多個第一頻率變化量、以及所述多個第二頻率變化量。

11、在一種可能的實施方式中，所述目標步進溫度包括第一步進溫度、第二步進溫度、第三步進溫度、以及第四步進溫度；所述確定模塊，具體用于根據所述第一步進溫度對所述內加熱層進行步進加熱處理，直至所述內加熱層的溫度達到第一溫度閾值，根據所述第二步進溫度對所述外加熱層進行步進加熱處理，直至所述外加熱層的溫度達到第二溫度閾值；所述確定模塊，具體還用于根據所述第一步進溫度對所述內加熱層進行步進降溫處理，直至所述內加熱層的溫度達到所述第一初始溫度，根據所述第二步進溫度對所述外加熱層進行步進降溫處理，直至所述外加熱層的溫度達到所述第二初始溫度；所述確定模塊，具體還用于根據所述第三步進溫度對所述內加熱層進行步進加熱處理，直至所述內加熱層的溫度達到所述第一溫度閾值，根據所述第四步進溫度對所述外加熱層進行步進加熱處理，直至所述外加熱層的溫度達到所述第二溫度閾值；所述確定模塊，具體還用于根據所述第三步進溫度對所述內加熱層進行步進降溫處理，直至所述內加熱層的溫度達到所述第一初始溫度，根據所述第四步進溫度對所述外加熱層進行步進降溫處理，直至所述外加熱層的溫度達到所述第二初始溫度。

12、在一種可能的實施方式中，所述確定模塊，具體用于在每次溫度調整后通過壓力艙中的標準溫度計確定實時溫度；所述確定模塊，具體還用于若所述實時溫度在預設時長內的波動值小于波動值閾值，則獲取所述測量腔與所述參考腔之間的第一拍頻、以及所述參考腔與激光器之間的第二拍頻；所述確定模塊，具體還用于根據所述第一拍頻、所述第二拍頻、以及碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率，確定所述多個第一實時頻率，根據所述第二拍頻、以及所述碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率，確定所述多個第二實時拍頻。

13、在一種可能的實施方式中，所述系統還包括：修正模塊，用于根據真空出氣效應引入的氣體壓力變化量、fp腔形變系數、以及腔鏡反射相移修正系數確定第一修正頻率以及第二修正頻率；所述修正模塊，還用于通過所述第一修正頻率對所述多個第一頻率變化量進行修正處理，得到多個第一目標頻率變化量，根據所述第二修正頻率對所述多個第二頻率變換量進行修正處理，得到多個第二目標頻率變化量；所述修正模塊，還用于對所述多個目標溫度、所述多個第一目標頻率變化量、以及所述多個第二目標頻率變化量進行擬合處理，得到所述第一頻率變化系數以及所述第二頻率變化系數。

14、在一種可能的實施方式中，所述系統還包括：執行模塊，用于確定碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率；所述執行模塊，還用于分別計算每個第一熱膨脹系數與所述碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率的乘積的負數，得到所述多個第一溫度致頻率變化率，分別計算每個第二熱膨脹系數與所述碘穩頻he-ne激光器的絕對頻率的乘積的負數，得到所述多個第二溫度致頻率變化率。

15、在一種可能的實施方式中，所述系統還包括：測量模塊，用于接收測量請求，所述測量請求包括測量腔的第一當前溫度、測量腔的第一當前頻率變化量、參考腔的第二當前溫度、以及參考腔的第二當前頻率變化量；所述測量模塊，還用于確定所述第一當前溫度對應的第一目標溫度致頻率變化率，確定所述第二當前溫度對應的第二目標溫度致頻率變化率；所述測量模塊，還用于將所述第一當前頻率變化量與所述第一目標溫度致頻率變化率的比值確定為所述第一溫度梯度，將所述第二當前頻率變化量與所述第二目標溫度致頻率變化率的比值確定為所述第二溫度梯度。

16、第三方面，本技術提供一種電子設備，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲器；所述存儲器存儲計算機執行指令；所述處理器執行所述存儲器存儲的計算機執行指令，以實現第一方面中任一項所述的方法。

17、第四方面，本技術提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執行指令，所述計算機執行指令被處理器執行如第一方面中任一項所述的方法。

18、第五方面，本技術提供一種計算機程序產品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行如第一方面中任一項所述的方法。

19、本技術提供的光學壓力標準fp諧振腔與溫控銅腔之間溫度梯度測量方法，方法包括：確定樣本數據，所述樣本數據包括多個目標溫度對應的多個第一頻率變化量以及多個第二頻率變化量，所述樣本數據為對法布里珀羅fp諧振腔進行步進溫度調整并進行頻率測量得到，所述fp諧振腔包括測量腔和參考腔；對所述樣本數據進行擬合處理，得到所述測量腔的頻率變化量隨溫度變化的第一頻率變化系數、以及所述參考腔的頻率變化量隨溫度變化的第二頻率變化系數；根據所述第一頻率變化系數以及所述多個目標溫度，確定所述測量腔的多個第一熱膨脹系數，根據所述第二頻率變化系數以及所述多個目標溫度，確定所述參考腔的多個第二熱膨脹系數；根據所述多個第一熱膨脹系數，確定所述測量腔的多個第一溫度致頻率變化率，根據所述多個第二熱膨脹系數，確定所述參考腔的多個第二溫度致頻率變化率；根據所述多個第一溫度致頻率變化率，確定所述測量腔與銅腔之間的第一溫度梯度，根據所述多個第二溫度致頻率變化率，確定所述參考腔與所述銅腔之間的第二溫度梯度。以上方案，通過對樣本數據進行擬合處理以及計算而得到fp諧振腔與銅腔的溫度梯度，從而根據溫度梯度修正fp諧振腔中氣體的實際溫度，從而提升將溫度代入關聯關系測量壓力的準確性。