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温度传感器校准的实验研究方法

人气:3237    发表时间:2021-05-13 09:19:53

1.传统的标准实验方法-投入实验法

将温度传感器在平衡的初始温度下,以快速的机械运动将其插入不同温度的测量环境条件下,以产生一个阶跃温度,同时连续记录热电偶的输出。一般是将被校准温度传感器迅速插入温度检定系统中的恒温水槽或恒温油槽中,从而产生一个阶跃温度的激励。这种方法只能进行较小的温度阶跃,并且它还不能进行现场的动态校准。对时间常数很小的温度传感器通常也不能满足要求。

2.热电偶瞬时电加热法

热电偶置于测量温度中,达到平衡温度后,利用电流的热效应对热电偶加热。由于热电偶本身的电阻,使热接点温度瞬时升高。如果热电偶置于测量气流之中,当电加热功率大于热电偶接点的散热功率,则热电偶温度逐渐升高,高于测量气流的温度;然后切断电源,使热电偶又处于气流温度中,相当于热电偶输入为一负阶跃,同时记录热电偶的相应。

这种方法可以再测量条件下进行校验,也可以用于惯性极小的热电偶的时间常数的测量。但这种方法对组装式的温度传感器是不适宜的,它无法计及屏蔽罩对温度传感器动态特性的影响。

3.激波管法。

激波管作为实验研究用的一种设备,可以产生阶跃压力,对激波管内气体流动特性的实验研究表明:入射激波波阵面后存在一个温度阶跃平台,因此也可以用激波管来做温度的校准实验,由被校温度传感器的阶跃响应曲线,可得出时间常数。这是近年来对小时间常数热电偶进行动态校准实验的一种尝试。但是这样方法存在的问题是:温度阶跃平台保持时间短,不足以使温度传感器的输出响应达到稳态值,从而无法得到可靠的时间常数值。

4.激光法。

这种方法使用激光脉冲作为动态激励信号源,把它打到温度传感器表面上产生瞬时的温升,撤走激光后,温度传感器在稳定的气流中会产生负温度阶跃。这种方法产生温度阶跃的延迟时间短,并且激励信号的频谱能充分覆盖被校准系统的全部模态,但是它同样存在着热电偶瞬时电加热法的缺点。

5.热风洞法。

主要是由风洞和加热器产生稳定的高温气流,然后混合风洞产生的常温气流,将传感器置于混合气流中,通过弹射装置将其中的一股气流突然弹出,就可以产生温度阶跃信号。

这种实验方法一般能适应多数温度传感器的性能要求,并且在实验条件下模拟温度传感器的实际使用工况,这是其他方法所不具有的优点。

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