光纤光栅传感器具有精度高、速度快、抗电磁干扰等特点,受到了越来越多的关注。基于时分复用的匹配光栅传感技术较之传统光纤传感技术(如波长扫描)具有更高的解调速率,从而更能满足实际应用的需求,然而在这种传感方案中由于加工工艺、安装预应力以及环境温度变化等因素的影响,会直接导致传感与匹配光栅的初始中心波长出现失配情况,进而影响系统的解调精度和范围。本文正是针对匹配光栅传感网络中参考光栅与传感光栅中心波长失配的问题,采用半导体制冷器,设计了一套温度控制系统,其硬件电路采用了主控制板与若干温度补偿子模块相结合的设计方案。主控制板通过改变各个子模块上半导体制冷器的温度来调节相应参考光栅节点的中心波长,使得系统能够消除各种预应力等初始因素的影响,确保传感光栅和参考光栅中心波长能够实现初始匹配,同时还可消除环境温度变化而带来的交叉影响,进而提高后继应变监测与解调的可靠性。本文所设计的温度补偿控制系统主要分为系统硬件、机械结构和软件设计三部分。首先,利用光纤光栅的温度与应变特性阐述了温度补偿控制方案的具体模型,结合半导体制冷器,给出了整个硬件系统的设计方案；其次,通过对系统机械结构的综合设计,形成了完整的温度补偿控制系统；最后,基于已搭建的光纤光栅传感网络系统进行了系统电路的综合调试,通过实验测试与结果分析,对整个系统进行了验证与优化。最终结果表明,所设计的温度补偿控制系统可以实现对半导体制冷器的温度进行较为精确的调节：在0到20℃的控制范围内温控精度在0.2℃以内,且稳定后温度的抖动性小于0.1℃,同时系统具有较好的重复性,可以对参考光栅进行较好的温度补偿。