基于红外技术的超速离心机测温系统研究与设计

超速离心机转子需要在高真空环境下高速运行,传统的接触式测温会产生较大的误差。根据红外测温的原理,采用红外热电堆传感器测量转子的温度,介绍了红外测温系统的总体设计和测量电路硬件设计,并重点研究了环境温度与转子材料发射率对测量精度的影响,采用了相应的补偿算法来提高精度.经仿真实验和实际测试表明:该系统能满足超速离心机的温控要求。     

钼铼合金超声导波测温系统设计

为实现高温恶劣环境下的精准测温,在课题组已经研制成功的钼铼合金超声导波测温传感器的基础上,开发了与之相配套的软硬件系统。硬件系统由FPGA主控电路、超声发射电路、回波接收电路、A/D转换电路和USB通信电路组成;软件系统是基于LabVIEW平台开发的一套控制界面,可以实现参数控制、超声回波显示、数据保存、互相关计算、温度解析及显示等功能。测试结果表明,该系统能够实现20～1 800℃范围内的测温,并且测量准确度较高,在实际工程中可作为一种测量设备被直接采用。     

红外测温与定位系统设计

针对传统的非接触式测温系统功能单一,无法实现GPS定位、时间显示等问题,提出了一种以IAP15单片机为控制器,结合红外测温传感器、GPS模块、存储电路、按键电路、OLED显示电路等,构建的红外测温与GPS定位系统。通过器件选型分析、软硬件设计及调试等各个阶段,完成了设计。该系统具备红外测量人体温度、GPS定位信息及时间显示功能;具备环境温度的测量功能;具备人体温度阈值设置及超限报警功能;具备位置信息的存储功能;具备蓝牙传输功能。实验证明,该系统兼具功能多样化、测量精度高、显示直观、运行稳定等优点,将非接触式测温与定位相结合,对于实时监测不同环境下人体温度及定位测量地点有一定的借鉴。     

高精度温度测量系统的测温补偿算法研究

对单纯采用硬件实现精确测温难度较大的问题,设计了合适的测温补偿算法用于提高系统测温精度.采用最小二乘拟合的标校方案,实现了测温系统的温度补偿,克服了由于器件准确度不够引入的测温误差.设计巴特沃思数字低通滤波器对温度信号中的高频噪声进行有效滤波.该方法在不增加硬件电路成本和设计难度的情况下,大大提高了温度测量系统的测温精度和稳定性.实测数据验证了该方法的有效性与可行性.     

蓝宝石晶体高温传感技术研究

针对恶劣环境下高温测量的需要,研究了一种新型光纤高温传感系统;该系统基于白光偏振干涉技术,以蓝宝石晶体为测温材料来进行温度测量,其测量温度可达1600℃.从蓝宝石晶体材料、测温原理、传感头结构设计以及信号处理方法等方面对测温系统进行理论探讨.最后,对测温系统进行了实验验证,利用现有实验条件证明了在0～700℃范围内该系统具有很好的测量精度.     

铂电阻温度传感器实现线性测温方案的研究

针对普通测温方法存在测温误差大、精确度低等缺陷,分析了铂电阻Pt100温度传感器的非线性,研究了线性化测温的实现方法,并设计了采用低温漂恒流源式非线性补偿的电路和温度测量的方案.试验证明,该测量方法可使测量精度提高到±0.06 K;且该方案所采用的电路简洁,具有测量精度高和可靠性高的特点,可在温度的精确测量中得到广泛应用.     

精密信号调理对测温不确定度的影响分析

在低功耗、低成本设计中,噪声干扰严重影响系统技术指标,因此降低系统噪声至关重要。为了进一步提高测温仪的温度测量不确定度,在系统的信号测量模块增加了精密信号调理电路,可更准确地完成环境温度信号的提取和测量,从而提高系统的测温不确定度。介绍了测温仪的系统设计,并详细分析了精密信号调理电路的设计方法,最后对系统的测温不确定度进行测试,得出试验数据。对比分析了信号调理电路对系统的影响。结果表明,精密信号调理电路使系统的测温不确定度的重复性提高了0.025～0.05 mK。     

基于对数的NTC热敏电阻测温系统的设计

针对NTC热敏电阻阻值与温度(R-T)的非线性特性,为了提高测温精度,提出一种三阶对数公式法对R-T特性进行分段曲线拟合.该测温系统以三阶对数公式为基础进行了软硬件设计,实现了对船用柴油机的机油温度、冷却水温度的高精度测量.通过实验测试表明,在0～120℃温度范围内,采用该测温系统的测温误差小于±0.3℃.该测温系统已...     

基于无源超高频RFID温度标签的温度监测系统

设计一种基于无源超高频(UHF)射频识别(RFID)温度标签的温度监测系统.系统由课题组自主研发的无源超高频RFID温度标签、Speedway R220商用阅读器和上位机应用软件组成,实现了物品身份识别、温度实时测量和显示的功能.为提高温度标签的测温精度,提出了一种自适应功率匹配算法,使得天线扫描范围内的多个标签都能在最佳测温功率下测温.测试结果表明:当温度标签与阅读器天线的距离分别为0.5,1.0,1.5m时,测温误差小于±1℃.     

提高NTC热敏电阻器测量响应速度的方法

为了满足温度测量场合对响应速度的要求,利用电阻电容(RC)一阶系统的阶跃响应特性,设计了一种测量时间与阻值成正比的高精度测量电路,提出了一种快速充放电的方法,消除测量方法的无效等待时间.基于该思想,利用STM32单片机I/O开漏与推挽方式的输出控制,完成自由与快速充放电过程,利用负温度系数(NTC)热敏电阻,实现了高精度温度的测量.稳定性测试实验表明:测量系统在恒温为25℃时,连续测试10h,NTC热敏电阻的阻值相对波动0.006％,具有较高的稳定性.温度响应实验表明:测量系统符合典型的一阶阶跃响应特点,响应时间较常规的RC温度测量电路明显变短,响应速度得到了提高.基本满足一般测温场合对响应速度的要求.