海洋电导率传感器动态标定方法研究

针对海洋电导率传感器动态响应特性测试需求，使用水文传感器时间常数测量装置对典型海洋电导率传感器进行了测试。通过实验，分析得到时间常数特性，总结提出动态标定方法，并全面准确地进行了测量不确定度评定。结果表明：时间常数与电导率阶跃大小无关，与运动速度符合特定函数关系，因此可以选择比较稳定的8 mS/cm～12 mS/cm中的任一点作为电导率阶跃标定点，用运动速度与时间常数的函数关系作为动态标定结果；各速度点时间常数测量结果的相对扩展不确定度优于7.4%,小于其最大允许误差±10%。     

基于传热原理的热电偶测温误差模型及应用

应用传热学原理研究了热电偶静态测温误差和动态响应模型及减少测温误差的方法。热电偶测温误差是由热电偶与周围环境净热辐射引起,对流传热系数大小决定性地影响测温误差。带遮热套热电偶高速抽气时能有效减少测温误差,裸装和不抽气的热电偶不能直接应用于气体温度在线检测;动态响应过程误差还受时间常数0τ影响,30τ可视为动态响应结束时间。此研究结果不仅可用于裸偶信号校正、高精度温度信号获取及动态读数时间选取,也可为温度在线控制提供科学依据。     

火焰温度场测试中的传感器动态响应研究

在诸如爆炸火焰温度场的瞬态测试中,传感器的动态响应特性是影响测试结果的重要指标,而温度传感器热电偶的动态响应特性通常通过时间常数来反映。针对这种特殊测温环境下对热电偶时间常数的标定要求,采用火焰温度源法,对OMEGA生产的热电偶的时间常数进行了标定分析,获得其时间常数为846.992 ms,标定系统的动态重复性为1.17%。结果表明,用此标定方法得到的时间常数能更真实地反映热电偶在火焰温度场中的动态响应性能,且标定系统的动态重复性好,测试精度高,对分析弹药爆炸过程中的热毁伤效应有一定的参考价值。     

基于实时时间常数的热电偶动态误差校正

根据热电偶的响应特性 ,利用采样点的温度数据 ,采用在线式实时处理算法 ,能较准确地求解出热电偶使用时刻的时间常数。而且利用相关的算法 ,可较大幅度的减小测量的动态误差 ,并且缩短测量时间。     

工作用廉金属热电偶校准结果不确定度分析

热电偶是工业上用于温度测量的重要传感器,作为现代测量技术与仪器行业中重要的测量工具,它的准确与否直接关系着用它来测量的产品的质量好坏。为了确保热电偶测温准确性,本文通过对N型廉金属热电偶测量方法建立数学模型,介绍了用双极法对校准结果的不确定度分析和评定的方法,描述了在整百度点上的不确定度评定过程,评价了计量标准的测量能力。     

铠装热电偶传递函数参数估计

为了评价铠装热电偶动态特性,针对铠装热电偶测量动态温度过程用集总热容法和复合集总热容法建立了铠装热电偶的传热模型.从所建立模型分析,铠装式热电偶传热过程是保护管、绝缘层和测量接点这3个小时间常数惯性环节的串联,且保护管与绝缘层、绝缘层与测量接点存在接触热阻,产生了两个耦合作用.当保护管时间常数和绝缘层时间常数都比较小时,传递函数可近似为带时滞的惯性环节.建立了基于双槽法的正负温度阶跃实验系统,测量热电偶在正负温度阶跃激励下的输出响应.按照预估延迟时间和预估延迟时间加扰动两种情形,用输出误差自回归滑动平均方法估计了传递函数的参数.结果表明,输出误差自回归滑动平均方法适用于铠装热电偶实验建模和模型的离线辨识.     

用于铝电解质动态测温的一种新算法

动态温度估计方法是解决铝电解过程温度在线检测的有效途径之一.本文提出了一种基于热电偶响应曲线时间常数的动态温度估计方法.实验表明,该方法具有可靠的收敛性和满意的测量精度.     

温度传感器动态校准技术研究

针对温度传感器的动态校准问题,介绍了一瞬态表面温度传感器动态校准系统,以此对Butt-Welded热电偶进行了动态性能实验研究,获取其时间常数为41.6 ms,实验的动态重复性为0.72%,不确定度为0.3 ms。结果表明:系统动态重复性好,测试精度较高。经动态校准获取该Butt-Welded热电偶的动态温度修正值为300℃。研究结果对温度传感器的研究和应用具有一定的参考价值。     

测量系统相频特性对动态测量误差影响研究

随着动态测量在测试领域中的比重日益增加,动态测量不确定度的评定与应用问题已经成为现代不确定度理论的核心。当前,学界对于静态不确定度的研究趋于成熟,但关于动态不确定度的评定与应用仍有待研究。针对常规不确定度评定方法不适用于在线测量应用、动态测量不确定度评定方法尚未达成统一的现状,研究了测量系统相频特性对动态测量不确定度的影响。对测量系统的模型进行了阐述。从二阶系统入手,通过仿真分析,比较了不同频率信号和混合信号作为激励的情况下,线性相位与非线性相位测量系统的响应。对比结果表明,非线性相位是动态测量不确定度的一个重要来源,也是导致测量系统延时发生变化的主要原因。该研究结果对于降低测量系统动态测量误差、提高动态测量可信度具有一定的指导意义。     

绝对辐射计参数测量的实现

绝对辐射计以入射光和电功率加热交替定标的方式来测量光辐照度,探测器对温度变化的响应速度(由时间常数确定),探测器所能检测的最小辐照度等都是绝对辐射计的重要参数,这些参数是评定探测器质量优劣的标准,也是影响绝对辐射计测量结果的重要因素。用新的电子学系统,在自测试过程中,通过加热丝的低功率加热和高功率加热两个阶段的测试,分析计算得出了探测器的时间常数、响应度、噪声、最小可探测辐照度和测量灵敏度等指标,结果表明探测器的时间常数为11.24s,响应度为3.2145×10-3,测量灵敏度为0.0700Wm-2,各参数满足绝对辐射计测量太阳辐照度的要求。     

热电偶测温系统的不确定度评定与分析

按照ISO标准"Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement"和国家计量技术规范JJF1059-1999"测量不确定度评定与表示"的规定,推导了热电偶测温系统不确定度评定的一般方法.以一个典型热电偶测温系统为实例,给出不确定度计算的具体步骤,分析了各主要不确定度分量的影响,并提出了减少不确定度的相关措施,为优化热电偶测温系统的测量提供了指导.     

基于工业CT的角度测量方法及不确定度分析

通过工业CT扫描系统对角度进行测量及不确定度评估;建立了角度测量模型,分析测量过程中的主要误差源,通过合理简化提出了角度测量的不确定评估方法,并针对钢制角度量块测量结果的不确定度评估进行了深入的研究。最后,以高能6MeV工业CT线阵探测器系统对6种已校准的角度量块进行测量及评价实验,评定角度测量的扩展不确定度为 时,多次评价结果之间的最大差值不超过 ,具有可靠的理论依据和较稳定的评定结果。此不确定度评估方法可结合实际测量系统对各种角度测量中进行推广使用。     

基于卷积网络的双热电偶动态温度测量方法

为了提高动态温度测量的精度,提出了基于卷积网络的双热电偶动态温度测量方法.采用不同强度的高斯噪声,仿真获得两支时间常数互异的热电偶在高低温双温度源激励下的理论测量值.将理论测量值视为时间序列,采用卷积网络中的卷积神经网络和时间卷积网络对其进行建模,重建真实温度.计算结果表明,基于时间卷积网络的测量方法的均方根误差(RM...     

热电偶动态响应测试系统

在大型船舶发动机中,高温环境下其齿轮、轴承等部件的温度是发动机运行中必须监控的数据,对于此类动态温度测量,通常选用动态响应时间短的温度传感器进行测量。为实现温度传感器动态响应时间的准确检测,设计了热电偶动态响应测试系统,以检测热电偶动态响应特性,并对影响系统测量精度的因素进行了分析。实验结果表明:动态响应测试系统性能稳定,测试结果准确可靠。     

AVR单片机在腐蚀性介质温度动态测量中的应用

本文介绍一种基于热电偶响应曲线时间常数方法的电解质温度动态测量方法，利用AT90S8515单片机设计了一种智能测温装置，分析了其硬件与软件的设计思想。实验证明该装置在动态测温过程中重复性好，测量精度高。     

热电偶动态响应的带外部输入自回归模型

热电偶测量动态温度受到热电偶自身动态特性的制约和影响。为了评价热电偶的动态特性,建立了一种双气流环境下的热电偶动态响应实验系统,测量热电偶在两种不同温度气流交替激励下的响应。由于激励温度本身也存在测量误差,当用回归方法分析热电偶响应过程时,响应过程构成了一种变量带误差问题。为了获得热电偶动态响应的无偏估计,建立了热电偶动态响应的状态空间方程,用随机扰动与确定性模型结合的方式描述热电偶动态响应过程,采用一种带外部输入自回归模型对响应过程进行辨识。以一种工业中常用的露端式镍铬镍硅热电偶为对象,给出了一个算例。实验和计算结果表明,带外部输入自回归模型适用于双气流环境下热电偶动态响应能力的评价。     

重复动态测量数据不确定度的灰色加权评定方法研究

为提高动态测量不确定度评定的准确度,基于灰色关联分析理论,提出了一种动态测量不确定度的灰色加权评定新方法.此方法通过灰色加权序列体现动态测量序列不同采样点的分散性,采用最大残差区间来表征数据的最大分散区间,再利用灰色加权序列对最大残差区间进行概率加权,将加权结果作为标准动态测量不确定度.经试验分析,灰色加权评定方法可较好地评定动态测量数据的不确定度,且计算量小、评定准确度高,适合处理小样本动态测量数据不确定度评定问题,具有较高的实用价值.     

TDLAS技术温度测量的不确定度分析方法研究

随着可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术在工业测量与科学研究领域的广泛应用，对其测量结果的质量进行量化评定已成为迫切需要。以一套已集成的TDLAS测温系统为例，根据最新国家标准，基于不确定度传播律，理论分析了影响测温结果测量不确定度的因素，给出了评定TDLAS测温系统在线测量结果不确定度的一般方法。分析表明TDLAS系统测温结果的测量不确定度随所测温度值的变化而变化，并受所选谱线参数、吸收信号信噪比、系统响应情况等条件的影响。理论推导了针对测温系统的不确定度评定公式，结果表明对特定测温范围与测温系统，需对其进行温度标定，补偿系统误差。     

变水头装置液位开关的不确定度评定方法

对变水头流量标准装置不确定度评定结果产生影响的液位开关动态响应做了理论分析和实验研究.分别针对电容式和导纳式两种常见液位开关的工作原理,推导建立了其动态响应理论模型,建立了液位开关的传递函数,从理论参数得出:被测电容式和导纳式液位开关的动态响应不确定度基本相当,并对变水头装置液位开关的动态响应不确定度评定方法做了讨论.根据所提出的评定方法进行了相关实验,实验结果表明,电容式液位开关的动态响应不确定度可以达到0.034％,且随着液面下降速度增加,其不确定度也有增加的趋势,为变水头流量标准装置的工程实践和不确定度评定提供了理论参考.     

有限空间爆炸瞬态温度的动态补偿方法研究 �

为改善铠装绝缘型热电偶的动态特性,采用集总热容法建立了热电偶传热模型,将其系统特性简化为一阶惯性系统,为验证系统阶次的合理性并确定传递函数参数,建立了最小二乘支持向量机系统辨识模型,采用高温油浴法进行了热电偶动态标定实验,基于动态标定数据和粒子群优化算法,建立了热电偶动态补偿模型。实验结果表明:由集总热容法和系统辨识模型确定的系统传递函数能够较为准确的描述铠装绝缘型热电偶的动态特性,传递函数在阶跃激励下的响应曲线与动态标定实验中传感器的输出曲线具有较高的一致性,基于粒子群优化算法的动态补偿模型表现出较好的补偿效果,经补偿后系统响应时间由7.124s减小为1.187s,且传感器工作频带得以有效扩展,将该方法应用于有限空间爆炸瞬态温度的动态补偿中,能够在一定程度上减小传感器的动态测量误差。