功能-结构一体化NiCr/NiSi薄膜热电偶的制备

采用多层薄膜结构制备了NiCr/NiSi薄膜热电偶,该薄膜热电偶依次由Ni基超合金基片、NiCrAlY过渡层、Al2O3热氧化层、Al2O3绝缘层、NiCr/NiSi薄膜热电偶层以及Al2O3保护层构成.主要研究了热电偶层薄膜厚度和时效处理对热电偶性能的影响以及温度对Al2O3绝缘层绝缘性的影响.静态标定结果表明,热电...     

基于集总热容法的薄膜热电偶动态特性研究

为了分析不同边界传热条件下薄膜热电偶的动态特性,对薄膜热电偶瞬态测温过程建立零维传热模型。运用集总热容法分析对流换热、辐射换热两种边界条件下薄膜热电偶传热过程,通过建立热结点表面能量平衡关系得到传感器动态特性理论参数。采用水浴阶跃法、激光脉冲法对CO1-K型薄膜热电偶进行动态标定实验,通过对动态响应曲线进行Z-t变换得到薄膜热电偶动态特性实验参数。实验结果表明,集总热容法能够正确分析薄膜热电偶的动态特性,且计算不同边界条件下薄膜热电偶时间常数过程简单,时间常数理论值接近实验值。     

自标定薄膜温度传感器的研制与标定

由于尺寸小,使用常规热电偶静态标定方法标定薄膜热电偶时,在标定过程与使用过程中,传感器和补偿导线上的温度梯度分布不一致,使薄膜热电偶的热电势也不同,影响其测温准确性。为解决这一问题,设计了集薄膜金—铂热电偶和薄膜铂电阻器于一体的自标定薄膜温度传感器及其标定系统,使用电子印刷法制备传感器,采用激光加热技术模拟其使用时的温度分布,通过有限元仿真分析其温度分布规律,基于温度外推实现薄膜热电偶静态特性自标定。结果显示,传感器中的薄膜热电偶在室温到300℃内的塞贝克系数为5. 3～7. 6μV/℃。     

基于电子印刷工艺的薄膜热电偶研制

薄膜热电偶由于具有体积小、热容量小及响应速度快等优点成为近年来学者们研究的重点。薄膜制备常用的方法有射频溅射法、离子镀膜法以及直流脉冲磁控溅射法等,但这些方法操作设备复杂,制作时间长,效率低,成功率低且复现性差。用电子印刷工艺制备薄膜热电偶,将Au,Pt的溶液化微纳米材料印制在基板上,印刷成为Au-Pt薄膜热电偶,该方法操作方便快捷,对电极材料污染小。通过试验证明:采用电子印刷工艺制备的Au-Pt薄膜热电偶符合Au-Pt热电偶检定规程的要求,热电偶精度高,重复性和一致性好。     

薄膜热电极尺寸效应分析及试验研究

薄膜型热电极作为薄膜热电偶结构的核心部位,其尺寸设计对热电偶功能及性能的实现起着重要作用;文章研究了热电偶电极薄膜的尺寸效应,建立了薄膜热电偶热电及热传导机理数学模型,分析了热电极尺寸对热电偶静态及动态特性的影响,设计并制作了不同尺寸规格热电极的薄膜热电偶,对热电极的尺寸效应物理性能开展了试验研究,试验结果表明热电偶电极薄膜厚度与动态响应时间呈正相关,长度、宽度、面积等尺寸参数对热电偶特性无明显影响,为薄膜热电偶电极尺寸设计提供了理论基础与工程依据。     

薄膜热电偶动态特性标定技术研究现状

薄膜热电偶由于其优异的性能,广泛地应用于众多领域。动态响应时间作为薄膜热电偶动态性能指标的关键参数,得到研究人员的广泛关注。在总结国内外薄膜热电偶动态标定原理、特点及建立薄膜热电偶动态数学模型方法的基础上,分析讨论了影响标定精度的因素,并论述动态标定技术中目前需要解决的问题,对提出一种高精度的动态标定实验方案以及薄膜热电偶动态建模方法具有指导意义。     

陶瓷基底薄膜热电偶的研究现状及发展趋势

随着航空发动机推重比的不断提升,发动机热端部件的工作温度也不断提高,对高温测量也提出了更高的要求.未来航空发动机将采用陶瓷基底复合材料制造叶片,因此以陶瓷为基底的高温薄膜热电偶成为当前的研究热点.介绍了国内外陶瓷基底高温薄膜热电偶的研究现状以及工艺参数对薄膜制备过程的影响,并指出其存在的问题,最后对高温薄膜热电偶的发展...     

金属基Pt/ITO薄膜热电偶的制备

采用多层膜结构制备了金属基Pt/ITO薄膜热电偶,薄膜热电偶由Ni基合金基片、NiCrAlY过渡层、热生长Al2O3层、Al2O3绝缘层、Pt/ITO功能层和Al2O3保护层构成.静态标定结果表明:样品的平均塞贝克系数为107.45 μV/℃.测试温度可达到1000℃.时效处理可以有效提高薄膜热电偶的输出热电势.     

薄膜热电偶动态建模方法

以薄膜热电偶动态补偿设计为背景,应用离散小波分析方法对实验数据进行了预处理,提出了基于自适应线性神经网络的薄膜热电偶辨识方法,建立了传感器的动态模型,通过试验数据的交叉检验,证明所采用的方法能获得理想的辨识效果。     

陶瓷基Pt/ITO薄膜热电偶的制备与性能研究

为了准确测量涡轮叶片表面温度,采用掩模图形化和射频磁控溅射的方法,在A12O3陶瓷基片上沉积Pt/ITO薄膜热电偶,并对其进行了静态标定.结果表明:Pt/ITO薄膜热电偶在1 000℃进行大气气氛退火,随着退火时间的增加,样品热电势输出曲线稳定性逐渐增强,Seebeck系数也较大,标定曲线均具有很好的线性度,退火5h的样品的最大测温误差仅为16.03℃,可在400～1100℃温度范围热循环中稳定工作约20 h.ITO薄膜厚度对Pt/ITO薄膜热电偶热电性能几乎没有影响.     

超声波热量表流量计量中温度补偿算法研究

针对超声波热量表采用时差法测量流量时,因受温度影响而存在的非线性问题,提出了分别基于曲面拟合和BP神经网络的温度补偿算法。两种算法通过建立温度与流量之间的非线性映射关系,达到补偿流量测量的目的。建模与仿真可知, BP神经网络补偿算法表现出更好的数据融合及预测能力。验证实验表明,相对于现有查表修正算法和曲面拟合补偿算法,BP神经网络补偿算法补偿效果更佳,补偿后流量测量误差在±2.2%以内,绝对误差方差最大值为0.68,补偿效果显著,具有较高的工程应用价值。     

射频治疗仪的恒温控制方法研究与仿真

研究射频治疗仪的恒温控制问题,提高控制的精度。由于体温和环境温度瞬态变化,导致算法失衡,严重影响温控精度。射频治疗仪探测头插入人体体内进行工作的时候,人体中的血压、电流等会发生突变,使得射频仪器采集的控制温度发生瞬时的尖峰突变,影响仪器的恒温控制问题。为了解决上述问题,提出一种基于温度突变补偿的恒温控制策略。通过温度传感器实时传递温度变化,组建温度突变区域,运用突变补偿技术,控制由于人体内环境的突变导致的温度细微变化,通过温度补偿调节,可达到精确恒温。实践证明,改进的方法能够大幅减少人体环境波动造成的温度突变影响,对恒温控制取得了令人满意的效果。     

非平面腔四频差动激光陀螺的温度补偿

为了减小温度对非平面腔四频差动激光陀螺的影响,对不同变温条件下的补偿模型进行了研究.首先进行了静态温度实验,补偿后零偏的标准差为0.01(°)/h.然后进行了1℃/min高低温循环、1℃/min-5℃/min随机变温和急剧升降温三种条件下的动态变温实验,分别建立了三个温度补偿模型A、B、C.前两种变温条件下的零漂能够得到较好的补偿,但急剧升降温时尽管陀螺体实际温度变化不大,补偿效果却最差.在上述三个补偿模型中,温度变化率所起作用从A-C越来越大,表明变温速度越快,陀螺体温度不平衡越大,增大了补偿难度.因此,为了增强补偿效果,除了减小陀螺本体的温度敏感性外,还要尽量减小变温过程中陀螺体上的温度梯度.     

温度变送器非线性算法的研究

本文主要研究探索一种新的温度变送器校准方法,并采用计算机数字处理技术,谋求对温度变送器的非线性特性给予补偿.非线性特性补偿的关键技术在于采用逆函数求解的力式,全检测范围的逐点进行非线性补偿,从而达到良好的线性特性.     

可穿戴腕部体温监测装置设计

为解决各式体温计测温时间长、精度不高及操作繁琐等问题,提出并实现了一种基于腕部测温的可穿戴体温监测装置的设计方案.通过对人体体表温度和深度温度的分析,确定了腕部体表温度与以腋下温度为基准的体温间的补偿方案;对测温装置进行了设计实现并对数据的处理进行了优化.实验结果证明:设计的体温监测装置稳定性好,精度高,且支持高频率、实时的体温采集.     

基于最小二乘曲面拟合的流量计量温度补偿算法

针对时差法超声波式热量表流量计量结果受流体温度影响而存在的非线性误差问题,提出了基于最小二乘曲面拟合的温度补偿算法,通过建立温度和流量之间的非线性映射模型实现温度补偿。在实现温度补偿后,针对超声波式热量表自身计量特性的差异,进一步提出多温度点误差二次修正算法,根据相邻温度点的流量计量误差和可变权值计算当前的流量计量误差,对误差进行二次修正,实现流量计量的全局优化。实验表明,流量计量误差在±2.0%以内,具有较高的工程应用价值。     

石英晶体振荡器的微处理器温度补偿技术研究

为改善石英晶体振荡器的频率特性,减小温度影响,通过对石英晶体振荡器的频率-温度特性的研究,提出了以微处理器（STC89C52RC）为核心的基于AT切晶体谐振器的温度补偿技术,并介绍了系统结构、补偿原理及硬件电路,给出了补偿结果。本设计具有结构简单、功耗低等优点。     

基于虚拟仪器和USB技术的热电偶测温系统设计

针对传统热电偶测温中的若干问题,设计了基于虚拟仪器和USB技术的测温系统;热电偶和AD590测量热端和冷端温度,USB采集卡实现信号的转换和传输;上位机软件利用LabVIEW编制,实现数字滤波、非线性和冷端补偿、生成统计直方图等功能;在0～200℃范围进行了实验,系统非线性误差为0.8%,对于同一温度点,顺测和回测的最大误差为0.6℃;这表明系统能够实现高精度实时补偿、重复性较好、结构简单、界面良好,可以满足工业测试的需要。     

无线温压补偿式燃气表

燃气的体积随温度和压力的变化而变化,为了准确计量标准状况下的燃气体积,提出了一种基于MSP430的低功耗温压补偿式燃气表的设计方案。介绍了软、硬件设计方法,燃气表通过温度压力一体式传感器采集温度和压力信号进行温压补偿计算,将燃气工况体积流量折算为标况体积流量。检测数据通过无线通信模块发送至管理计算机。实验和理论计算表明:该表可实现燃气体积温度和压力的修正,并具有低功耗性能。     

基于AWG的耐高温长周期光纤光栅应变监测信号解调技术研究

对一种耐高温的长周期光纤光栅应变检测信号解调技术进行了研究。首先对耐高温光纤光栅的制备方法和高温性能进行了分析和测试,然后采用阵列波导光栅(AWG)器件,对基于等强度悬臂梁的应变检测信号解调技术进行了研究,证实了AWG信号解调技术具有结构简单、技术新颖以及性能可靠的特点。在AWG解调方法中对测试数据的谱线重塑方法进行了讨论,并采用数据融合算法对温度交叉敏感的温度补偿算法进行了实验研究,取得了明显的温度补偿效果。