热电偶传感器温控系统误差研究

热电偶是工业生产中温度控制系统常用的测量部件,其冷端补偿、动态响应测量与瞬态测温性能是目前业界的研究热点。实际生产中,热电偶使用不当会导致系统温度的超调和滞后,从而产生温度控制误差,严重影响产品的质量。该文构建基于热电偶的温度控制系统,阐述其内部结构和工作原理,研究温控器使用及冷端补偿对温场控制系统的影响,分析因温控器设置不当、温控器使用环境不当、补偿导线反接、补偿导线用错所造成的误差形式及解决办法,通过干燥箱实验验证使用K型铠装热电偶会使系统温度控制产生超温和滞后现象,误差最大可达17℃,提出采用PID (proportion integration differentiation)算法改进温度控制系统的措施,为工业生产中的温度控制提供借鉴。     

基于热电偶的爆炸场温度补偿方法及其 LabVIEW 实现?

在爆炸场瞬态高温测试过程中,由于热电偶的动态特性较差,使得测试结果存在较大动态误差。针对该问题,应用了以大功率激光器为热源的可溯源动态校准系统,对热电偶传感器进行动态校准,分析其动态特性;在此基础上,运用MATLAB和量子粒子群优化(QPSO)算法设计动态补偿滤波器,试验验证了动态补偿的有效性;通过Lab VIEW与MATLAB混合编程,最终在Lab VIEW平台上实现对热电偶输出的动态补偿。结果表明,补偿后的热电偶响应速度加快,爆炸场温度补偿结果可信。     

薄膜热电偶的动态特性及动态补偿研究

针对用于瞬态高温测量薄膜热电偶的动态特性研究问题,本提出了为展宽其工作频带,以此来减小动态误差的方法。采用了一种脉冲激光法对薄膜热电偶进行了动态校准实验;利用基于沃尔什函数的建模方法建立了较好的薄膜热电偶动态模型;比一般的最小二乘法具有更高的拟合程度;通过地模型的极点和工作频带的分析,设计了动态补偿数字滤波器,改善薄膜热电偶的动态特性。     

燃气稳态温度测量及误差分析

该文旨在研究燃气流稳态温度的测量技术,搭建模拟航空发动机燃烧室出口温度测量实验台。根据燃气温度测量实验台测试段的结构特点,选取横向总温热电偶作为总温传感器。采用总温热电偶对实验台测试段燃气流的稳态温度进行测量,并对得到的总温热电偶测量端燃气温度数据进行导热、速度、辐射和动态响应等方面的误差分析,且提出相应的减小误差的措施,将各个误差控制在合理范围之内。     

基于自适应观测模型的移动机器人室内蒙特卡罗动态定位系统研究

针对存在玻璃门、动态行走的行人的环境时,传统的蒙特卡罗移动机器人定位算法因环境噪声的增大致使观测信息剧烈变化导致定位性能下降的问题,提出了一种基于改进的观测模型的蒙特卡罗定位(MCL)算法。该算法通过在观测模型中引入测量失败误差和动态误差提高激光传感器测量数据的有效性,利用激光传感器测得数据匹配已创建的占用栅格地图,检测已知环境是否发生变化,从而改变随机误差、测量失败误差、动态误差对应的权重,降低噪声对测量值的影响,提高在复杂环境下的定位准确性。基于机器人操作系统(ROS)进行了实验,实验结果表明该算法具有较好的有效性。     

温度传感器S型热电偶测温电路设计

针对航天领域环境温度测量宽量程、高精度的需求,提出一种基于温度传感器进行冷端补偿的S型热电偶测量电路,该电路由S型热电偶温度传感器信号调理电路和采样量化电路两部分组成。利用温度传感器AD590的输出电流产生补偿电动势,以补偿S型热电偶冷端温度,实现其测点绝对温度的测量;通过S型热电偶输出电动势与测量温度在分段线性拟合和全量程线性拟合两种算法下的线性度比较,S型热电偶测量时的非线性误差采用分段线性拟合校正算法。对测量电路进行多次试验,结果表明,该设计可实现的温度测量范围为0～1 600℃,全温度范围测量准确度±0.2%。电路经工程应用验证,测量结果符合环境变化情况。     

应用组合热电偶测量火焰温度的研究

由于火焰烟温的脉动性使得无法采用常规的3热电偶法测定真实的烟气温度。采用3热电偶法测量火焰温度时,实时测量热电偶的时间常数,对热电偶测量值进行动态补偿。测试结果表明:3热电偶测量值的相对标准偏差小于3 5%,与抽气热电偶测量值的相对偏差小于±4%。具有较好的重复性和较高的准确性,能够用于测量炉膛内真实的火焰温度。     

减小噪声干扰的热敏电阻传感器动态测量误差补偿

为了补偿热敏电阻的动态测量误差，可在传感器的输出端串接一个动态补偿环节。该环节本质上是一个带通或高通滤波器，补偿环节的增加将引起严重的噪声放大，影响测量系统的精度。研究了在噪声环境下，改善热敏电阻传感器的动态特性的方法，该方法在采用实验数据得到补偿环节系数的同时，采用多项式预测滤波和中值滤波相结合的方法减小测量系统的噪声。仿真实验验证了该方法的有效性。     

电阻分流热电流温度补偿技术及应用

电阻分流热电流温度补偿技术及应用是为温度测量 热电偶与补偿导线失配专门研究一切后种新技术，试验与应用证明：它在补偿温度失配误差，减小测量系统的误差，校正起初炉温，改善系统温度响应特性方面都具有非常好的效果。     

基于烟花算法与长短时记忆网络的模温预测方法研究

针对传统神经网络模型预测模具温度准确度低,网络超参数选取困难等问题,提出一种基于烟花算法优化长短时记忆网络的模温预测模型,为铸造成型模温自动控制提供基础。首先根据铸造过程生产工艺选取影响铸造系统的主要变量,利用灰关联分析得出各变量灰色关联度并去除关联度小的变量,建立模具温度影响因子变量的数据集;其次采用烟花算法对长短时记忆网络进行优化,建立模具温度预测模型;最后与BP神经网络和长短时记忆网络预测效果进行对比。实验结果表明基于烟花算法优化的长短时记忆网络的模温预测方法绝对误差小于2.4℃,平均绝对百分比误差小于0.12。     

热电偶热传导测温中的动态响应时间和误差估计

热电偶是常用的测温元件.文中假设裸露热电偶的热端为一球形温度计,建立裸露热电偶热传导测量空气温度的数学模型,从理论上给出其热传导测量空气温度的动态响应时间和最大温度误差估计式,从而可知只要球形温度计在接触式测量温度时得到其动态响应时间和最大温度误差即可满足所求公式.在实际中,应用裸露热电偶温度传感器测试装药中孔隙内气体爆炸时的温度,可以满足测试要求,说明理论上提出的公式是正确的.     

回转体测量机温度误差分析及补偿

针对温度对回转体测量机测量精度所产生的影响,结合ANSYS软件仿真及数学计算的方法研究了回转体测量机受温度影响产生的热变形及测量误差,分析了回转体测量机温度误差的主要表现形式.建立了一个以测量架在x方向上的平移和在z方向的倾斜为基础的误差补偿数学模型.采用双环法对测量机温度误差进行了补偿,进行了对比测量实验,实验中分别测量工件上下两个参考圆环的参数,再利用提出的数学补偿模型公式得出工件自身的误差结果,继而对测量结果进行补偿.实验数据显示:温度误差补偿模型合理有效,测量机的重复性误差从100μm以上下降为16μm左右,提出的温度误差补偿模型可以有效降低温度对测量机测量精度的影响,经过误差补偿后的测量机可适用于温度变化环境下的测量.     

基于改进长短期记忆网络的空调负荷预测方法

空调在长期使用过程中,负荷值会随时间量的增加不断提升,在此过程中,受到时间变量与负荷噪声的影响,生成长短期特征不同的波动,在波动作用下负荷特征个体对应的预测网络细胞预测精准度会有所降低,进而增大空调负荷预测记忆网络的预测误差。导致预测方法输出预测量误差同步增大。为了解决误差问题,提升预测值准确度,利用对长短期记忆网络加以改进,并将改进后的长短期记忆网络应用于空调负荷的预测计算,通过对空调负荷的加权灰色关联计算、基于改进后长短期记忆网络预测量确定与空调负荷预测结果输出,完成对空调负荷预测精度优化的计算过程。通过与两种预测模型的数据对比表明：提出预测方法在负荷预测值准确度提升方面具有确切效果,且稳定性较好,达到了提出方法的预期效果。     

基于双热电偶的瞬态流体温度测试方法研究

针对目前航空发动机空气系统瞬态温度测试频响的需求,提出一种基于双热电偶的瞬态流体温度测试方法。该方法利用两个结点大小相同但材料不同的热电偶测量流体同一空间点的温度,并基于集总参数法反推出流体真实温度,并给出考虑误差的后处理算法。基于固体导热数值计算,验证此方法的可行性及相关后处理方法的可用性。采用双热电偶装置,对管道流动温度变化进行测量,基于微细热电偶的测量结果标定两支热电偶的物性参数比,应用后处理程序实现流体温度的反推。试验结果表明:标定段的反推流体温度平均测量误差率为0.52%,校验段的反推流体温度平均测量误差率为1.6%,反推流体温度的响应速度与微细热电偶响应速度相当。     

选别机的动态特性分析及其称量信号处理

为了提高选别机的称量准确度和速度,对选别机称量系统的动态特性进行分析,建立称量系统模型,分析影响称系统的动态特性因素,通过基于传感器的动态品质补偿模拟了增大阻尼技术,保证测量系统动态响应的快速准确性.结果表明,采用动态补偿有利于提高称量的准确性.     

基于LabVIEW的热电偶数字化实时补偿

针对传统热电偶非线性和冷端温度补偿方法的不足,将虚拟仪器与传统测量技术相结合,设计了基于LabVIEW的热电偶数字化补偿软件。通过测量冷端温度,采用中间温度定律和二次查表法,实现了热电偶的非线性和冷端温度的高精度实时补偿。实验结果表明,软件具有良好的人机界面、易于操作,计算准确、效率较高,可以满足工业测试的需要。     

基于MEMS陀螺仪和加速度计的自适应姿态测量算法

针对MEMS陀螺仪以及加速度计传感器单独测姿时,传感器数据中存在复杂噪声和测量误差导致测量得不到最优姿态角的问题,设计了一种基于MEMS陀螺仪和加速度计的自适应姿态测量算法.算法采用扩展卡尔曼滤波方法实现数据融合,并且在利用Allan方差估计MEMS陀螺动态噪声的同时,加入了遗忘因子和限定记忆的算法思想,从而实时地跟踪数据的量测噪声,实时修正角度估计误差,有效地提高了姿态测量系统的精度.实验结果表明,二者组合定姿可实现高精度的姿态测量,验证了算法良好的动态噪声抑制能力,提高了系统对环境变化的适应性.     

混合噪声总烦恼度模型比较研究

以城市环境中普遍存在且影响最大的混合噪声(由多种单一噪声以不同方式组合成的噪声)道路交通噪声为例,在完成对典型车辆噪声分类的基础上,依据所提出的混合噪声组合方式,借助主观评价实验,重点研究3种不同类型车辆噪声"同时作用"下的混合噪声烦恼度,对现有总烦恼度模型进行全面比较分析.研究发现:(1)矢量叠加模型的计算值与评价实验测量值之间的相关性最好,主导源模型次之,线性回归模型较差;(2)主导源模型的预测误差最小,线性回归模型较大,矢量叠加模型预测误差最大.由此可见,混合噪声总烦恼度模型评价性能的优劣不能仅依据模型预测值和评价测量数据的相关性高低来衡量.     

Wolfson淬火测试探头内热电偶动态响应误差的数值模拟

本文采用逼真的三维非均质传热模型及一种改进的交替方向隐式求解方法，对标准Wolfson淬火测试探头中热电偶测温的动态响应误差进行了数值模拟．     

一种适合于测量中动态校准建立数学模型的极大似然法

本文针对测量中动态校准实验条件的特殊性,提出了一种具有特殊噪声模型的极大似然法。此法对于其输入端干扰可忽略、输出端测量噪声近似为白噪声的系统建模尤为实用。由于这种算法无需单独估计噪声模型的阶次和参数,只需迭代估计被辨识系统模型参数,因此算法简单、准确度高、计算量小、收敛性好。文中给出了这种方法的数学推导和证明,通过实际动态校准中用此法建立动态数学模型的例子,验证了此法的有效性。