光纤温度传感器工作原理为:在低温区（400℃以下）,辐射信号较弱,系统开启发光二极管(LED)使荧光测温系统工作。发光二极管发射调制的激励光,经聚光镜耦合到Y型光纤的分支端,由Y型光纤并通过光纤耦合器耦合到光纤温度传感头。
光纤传感头端部受激励光激发而发射荧光,荧光信号由光纤导出,并通过光纤耦合器从Y型光纤的另一分支端射出,由光电探测器接收。光电探测器输出的光信号经放大后由荧光信号处理系统处理,计算荧光寿命并由此得到所测温度值。而在高温区（400℃以上）,辐射信号足够强,辐射测温系统工作,发光二极管关闭。辐射信号通过蓝宝石光纤并通过Y型光纤输出,由探测器转换成电信号,系统通过检测辐射信号强度计算得到所测温度。
光纤传感头端部由Cr3+离子掺杂,实现光激励时的荧光发射。掺杂部分光纤长度为8～10mm。端部光纤的外表面同时镀覆黑体腔,用于辐射测温。(这时,光纤黑体腔长度与直径之比大于10,可以满足黑体腔表观辐射率恒定的要求)。值得注意的是,避免或减少荧光发射部分与热辐射部分的相互干扰,对保证整个系统的性能十分重要。
经过分析,可以发现这种干扰主要表现为:1)荧光信号中辐射背景信号对荧光寿命检测精度的影响,2)光纤表面镀覆对荧光强度的影响,3)光纤内Cr3+离子掺杂对黑体腔热辐射信号的影响。
