基于模型参考的薄膜热电偶传感器动态误差补偿算法

针对用于瞬态高温测量薄膜热电偶的动态特性研究问题,提出通过建立传感器的动态逆模型补偿器,来展宽其工作频带,以此来减小动态误差的方法.该方法无需事先已知薄膜热电偶的动态特性,可根据传感器以及参考模型对输入激励响应的实测数据,通过微粒群(PSO)算法的优化学习得到动态逆模型补偿器的参数.薄膜热电偶的输出经过补偿器后,能够克服由动态特性引起的测量误差.最后,通过实验验证了该方法的有效性.     

GR-4型热电偶时间常数的试验分析

本文通过时间常数的试验,分析了GR—4型热电偶由于结构材料改变引起发动机启动温度指示偏低的故障;阐明了GR—4型热电偶外壳材料及支杆绝缘对时间常数的影响;介绍了时间常数的试验设备、测定方法以及一些初步的试验数据。对提高热电偶的响应和进行时间常数试验有一定的参考价值。     

热电偶动态测量误差补偿技术研究

用可高频调制的高功率CO2激光器、高速的红外辐射温度计和球面反射镜共轭光学系统对瞬态表面温度传感器可溯源动态校准系统进行了设计;利用系统所测得的输入输出数据,采用系统辨识方法建立了测温系统的动态数学模型,并利用交叉检验法验证了该模型的正确性;选择了纳曼和盖劳姆博士共同提出的反滤波方法对CHAL-010型热电偶测温系统进行了动态测量误差补偿,动态误差减小了近70%,较好地改善了热电偶测温系统的动态特性,并给出了相应的补偿结果.     

微型薄膜瞬态热流计的研究与开发

为满足燃料电池内微小空间内瞬变大热流的测量要求,利用薄膜技术,制作了热阻式微型薄膜瞬态热流计测头.该测头在厚度为0.05 mm的SiO2基片上蒸镀薄膜热电偶,测量厚度为1μm的SiO2热阻层两侧温差,从而得出瞬变热流值.同时,利用自行开发的标定系统对微型薄膜瞬态热流计测头进行了标定和响应测试,并对标定过程中的误差进行了细致的分析.对比得出,开发的热流计测头在响应时间和测头尺寸上,能满足微小空间内瞬态热流的测量需求.     

固体火箭发动机喷管喉部瞬态热流的测量技术

改进了美国Nanmac公司的自更新快速响应热电偶,并将改进后的热电偶用于测量固体火箭发动机喷管喉衬内壁面上的瞬态温度和热流密度.测量是在一小型试验发动机上进行的,其喷管喉径为18mm.分别采用黑火药、双基推进剂和复合推进剂进行了点火试验,试验结果表明本文的测量方法是可行的.     

基于分离变量法的瞬态高温外推测试研究

提出了一种利用蓝宝石光纤黑体腔温度传感器外推测量高温的新方法,建立了测量瞬态高温的黑体腔外推模型,利用分离变量法对其求解.在此基础上,利用CO2激光器模拟瞬态高温热源,用传感器和高速红外测温仪同时测量黑体腔内外膜层温度变化情况.实验结果表明:利用分离变量法求得的外温度和红外测温仪测得的温度在变化趋势及峰值方面表现出了比较好的一致性,从而证明了外推模型的正确性.同时,利用Ansys软件对黑体腔的瞬态受热传热过程进行仿真,从反面验证了外推模型的正确性.     

激光大功率探测器终值预测电路的设计与实现

激光大功率探测器一般是体吸收型,利用热电堆来探测激光功率。热电堆的核心是热电偶, 其响应时间都比较长,因此不能满足反馈控制的需要。通过分析激光功率动态测量过程中建立的热电偶时间常数模型,找出产生动态误差的原因,采用频域分析法,通过补偿热电偶的极点,扩展了测量系统的频率域,使得大功率探测器快速逼近其最终值。利用测量功率探测器的响应曲线求出其时间常数,并设计了相应的预测电路,求出其系统传递函数。通过对预测电路进行仿真计算,找出最优参数,使系统的频响扩大了１倍,对阶跃函数的响应时间常数由τ减少为τ／２。对实际电路进行了测试,测量值与理论值吻合得相当好,满足了大功率探测器的快速测量要求。     

曹楚南院士来我院作学术报告

2000年5月17日下午2时,中国科学院院士、中国腐蚀与防护学会理事长、浙江大学教授、《中国腐蚀与防护学报》主编曹楚南院士在我院学术厅作了“电化学瞬态测量中的时间常数（TimeConstantsinElectrochemicalTransientMeasurements）的学术报告．学术报告会由国家电力公司热力设备腐蚀与防护（部级）重点实验室主任周国定教授主持．报告会上,曹楚南院上就不同体系的电化学瞬态测量中时间常数进行了理论上的阐述,并对不同电化学体系中交流阻抗谱图中时间常数的判断作了精辟分析．出席报告会的有复旦入学、同济大学、中科院上海冶金研究所…     

钛合金TC4和TC11铣削温度的测量

针对TC4和TC11两种钛合金高速铣削设计搭建温度测量系统测量铣削温度.温度测量系统主要由半人工热电偶、放大器、温度补偿传感器、数据采集卡等组成.钛合金的高速铣削温度通过NiCr与钛合金组成半人工夹丝热电偶测量,使用集成温度补偿模块作为热电偶丝的温度补偿电路的传感器,降低温度补偿方法的复杂性.热电偶信号与温度的补偿信号通过数据采集卡采集.测量过程中地电位不等产生的干扰可以通过导线直接连接两处地电位进行降噪处理.试验结果可以证实应用以上方法设计组建的测温系统可以测量到刀具的铣削温度以及有效的降低采集过程中的干扰.     

热电偶测温系统误差剖析及处理对策

热电偶是温度测量系统中最常用的传感器之一.通过实际应用中的典型案例,从理论上剖析了热电偶自身、补偿导线、二次仪表等环节在测温过程中产生误差的原因,提出了提高热电偶测温精度的相应对策,以达到为生产过程的温度正确、准确测量提供理论指导的目的,有一定实际意义.     

基于CC2530的无线温度传感网络的设计

针对高温恶劣的工业生产环境,阐述了一种基于CC2530的片上温度测量解决方案,设计了以K型热电偶和模数转换芯片MAX6675为温度采样模块的无线温度传感网络。将ZigBee技术应用到分布式温度测量,硬件上以CC2530芯片为核心,克服了有线网络的局限性,测温精度较高。实验结果表明,系统运行实时、稳定、精确,测温误差保持在2℃以内,满足实际工业现场需求。     

用模糊控制缩短温度测量中时延的研究

传感器的自热延迟经常影响着温度的动态测量精度。给传感器通以电流可以使自热延迟得以改善。本文采用模糊控制器控制加热电流，使传感器的调节时间缩短，对于正温度变化采用了热敏电阻，对于正负温度变化采用热电偶对此方法进行了测定。     

基于热电偶的精密环境温场测量的关键问题研究

分析了热电偶温度测量不确定度、温场稳定度测量不确定度和温场均匀度测量不确定度,为精密环境的温场参数测量和控制提供理论保障.分析表明,热电偶测温不确定度与热电偶热电动势、参考端温度传感器的测量不确定度密切相关;温场均匀度测量不确定度与热电偶热电动势的测量不确定度密切相关;温场稳定度测量不确定度与热电偶热电动势和温差拟合函数的关系密切,在一次线性拟合的条件下取决于拟合函数的斜率.针对测量过程中存在的脉冲噪声和热电偶非线性的干扰,结合精密环境温度信号变化缓慢的特点,提出综合运用均值滤波和中值滤波处理热电偶热电动势测量数据去除测量中脉动噪声和热电偶非线性对测量结果的影响.     

NTC热敏电阻的宽范围线性化分析与程序处理

NTC热敏电阻由于价格低廉,工业上经常用于替代热电偶或集成温度传感器进行环境温度测量,在批量生产时降低产品成本,但由于其电阻-温度的非线性极大,在温度的宽范围测量时,进行数据采集及微处理器系统处理可能会带来很大的误差.本文基于对HCS34B502F-E5015热敏电阻型温度传感器的数据分析,得出它在单片机系统中基于低成本考虑、V-F转换的温度测量方法.     

热释电效应与超声衰减结合的离体温度估计

针对不规则介质引起的超声信号方向改变对超声测温的影响,提出结合热释电传感器和衰减系数温变性的超声测温方法. 构建并论证由超声、待测体和热释电传感器组成的测温模型. 设计制作具有高吸声特性的传感器,评价该传感器的超声信号的响应性能. 结果显示,传感器的输出电压与到达的超声功率成正比,功率灵敏度为3.117 mV/W,测量误差小于2.5%. 通过估计离体猪肉组织温度验证测温方法的准确性,传感器的输出信号时域能量与组织温度的相关性达到0.975 5,该方法估计的温度与热电偶测量值基本一致,估计误差小于3.95 °C. 实验结果表明,利用热释电传感器与超声能够测量出组织的温度的变化.     

齿轮啮合区瞬态温度测量方法的比较与改进

齿轮啮合区瞬时温度的测量是研究塑料及其复合材料齿轮的强度和寿命的关键．但配对齿面在啮合接触区彼此复盖,不能为现代非接触式测温方法（例如红外热像仪探测头）所到达．本文采用在红外热相技术定位下的微型热电偶测量技术．又在测量系统中,通过引入自行设计的轴端集流环前置放大器和微机软件数据处理等先进手段,从根本上提高了对热电动势微信号的频率响应和信噪比．从而首次真正实现了啮合区各点闪光温度和瞬时温度的测量．     

高温测量技术及其在焊接研究中的应用进展

对在焊接研究中普遍采用的高温测量技术进行了综述,介绍了典型的接触测温法和非接触测温法的工作原理和应用特点.热电偶法是常用的接触测温法,它测温准确、实现简便、使用灵活,至今在焊接研究中仍被广泛使用,其缺点是只能测点温,且会干扰测试区的温度场.非接触测温主要有辐射法和干涉法,由于测温元件不与被测物接触,不会破坏被测物的温度场,通过与数字图象处理技术相结合,能实现温度场的快速、实时测量,全面、形象的反映温度场的动态变化,因此成为高温测量技术的发展趋势,在焊接熔池和电弧温度场测量中得到越来越多的应用.     

基于双目视觉的激光位移传感器标定方法

为了提高激光位移传感器在工业机器人末端坐标系下的标定精度,提出基于双目视觉的激光位移传感器标定方法. 该方法通过双目视觉技术重建激光光束投影在平面上的光斑位置,利用手眼标定参数将光斑位置转换至机器人末端坐标系,同时利用最小二乘方法将光斑拟合成光束直线,获得机器人末端坐标系下的传感器光束方向及零点位置以完成标定. 该方法可同时标定机器人末端上的多个激光位移传感器,无须采用有精度要求的辅助工件标定,具备精度高,鲁棒性强优势. 基于标准球的精度评价实验结果显示,在3倍标准差范围内该方法标定后的激光位移传感器测量精度范围为0.038 6±0.025 8 mm,满足机器人加工要求.