温度传感器动态特性研究方法分析及展望

阐述温度传感器动态特性研究现状，包括它的概念、动态标定方法、建立动态数学模型的方法和提高动态特性的方法，并分析了温度传感器动态特性研究中存在的主要问题。     

温度传感器动态特性的试验研究

本文介绍由微机控制的数据采集系统,利用电加热法在实验室条件下对温度传感器的动态特性进行试验研究。实践证明该方法简单、方便、实用。不但对时间常数大的温度传感器可以校验,特别是对于变化很快的温度传感器也能进行校验。     

汽油机停缸扭振特性分析

为了研究4缸直列汽油机停缸工作的曲轴轴系扭振特性,采用多体动力学软件AVL-EXCITE Designer建立曲轴系统模型,并通过实验数据校核了模型。开展了20%~40%负荷下不同停缸方案的曲轴扭振特性仿真研究。结果表明:停缸后曲轴系统扭转角位移显著增加,角位移以低阶滚振为主;对于4缸直列汽油机而言,曲轴两端两缸停缸方案的扭振特性优于中间两缸停缸方案。     

用于电容式传感器的静电激振台的研究

提出了用静电力激振法确定电容式加速度传感器的动态特性，并分析了其静电力的非线性、频率误差及补偿传感器本身寄生电容的方法。给出的静电振动台结构简单、经济实用，具有很宽的低频测量范围(可达1Hz)和较低的静电力非线性系数，输出端具有较高的信噪比，可广泛用于电容式传感器频率特性的测试及结构优化。本文给出了传感器在静电振动台上的测试结果。结果表明：传感器可动系统的几何参数直接影响频率特性曲线，随着传感器平均空气间隙的减小，可动系统的阻尼比增加。     

管网液压激振系统动态仿真与试验研究

针对传统的平面二维振动筛参振质量大、湿分性能较差及工作效率较低等问题,提出了一种能够使管网产生可控的多点激振和多自由度振动的新型液压激振方法.开发了基于管网激振的液压激振测试系统;建立了基于AMESim的仿真模型;研究了溢流阀设定压力、转阀换向频率对激振压力及激振油缸活塞杆振幅的影响;采用位移传感器、信号调理器及数据采...     

温度传感器动态重复性,线性度与性能改进的研究

本文建立了用于温度传感器动态校准的两种阶跃温度发生装置，提出了传感器动态重复性与动态线性度的计算方法，介绍了用数字滤波器改善温度传感器动态性能的设计方法，并对ＢＴＳ—１００型ＰＮ结温度传感器进行了动态校准和动态性能改进的实验研究，给出了实验结果。     

Geislinger联轴器扭振研究

从单自由度扭振系统出发,研究了Geislinger联轴器的动态特性.发现当Geislinger联轴器在承受波动转矩时,其刚度和阻尼会随振动频率的变化而变化,动刚度会使系统固有频率产生偏移.进一步研究表明,动态阻尼对振幅值的影响较大,而对频率偏移基本没有影响.同时,通过对联轴器扭振方程的求解,解算出联轴器的不同阶次的固有频率.     

油膜压力传感器动态特性试验研究

为研究油膜压力传感器的动态特性,利用锤击法对该传感器进行了动态特性试验。分析了信号的频谱及相干函数。利用傅立叶逆变换对信号进行了重构,滤掉了信号中的高频干扰。在此基础上,分析了传感器的幅频特性及动态灵敏度。结果表明该传感器具有较好的动态特性,可实现动压滑动轴承6000r/min内油膜压力的测量,且具有较高的灵敏度。     

采煤机牵引部扭振特性分析及动态优化

为使采煤机牵引部获得更好的扭振特性,以MG300/700型电牵引采煤机牵引部传动系统为研究对象,以其简化扭转动力学模型为依据,利用ADAMS软件建立动力学模型,施加阶跃负载并进行动态仿真,获得了扭簧的弹性势能曲线。通过对3个势能最大的扭簧的扭转刚度进行优化并对优化后的数据进行验证。结果表明,优化后各扭簧的势能分布更加均匀,且扭簧的最大势能值较优化前有了明显的下降。这一方法对改善采煤机牵引部的扭振特性具有指导意义。     

汽轮发电机组轴系扭振动态响应计算分析

汽轮发电机组轴系扭振的动态响应分析对机组安全运行和电网的稳定有着重要意义.本文将对东方300MW合缸型汽轮发电机组扭振物理模拟实验系统在分析其固有特性基础上通过将逐步积分法的思想与传统传递矩阵法相结合并应用增量传递矩阵法数学建模方法进行了扭振响应的计算分析研究,以此来反映东方300MW机组轴系的动态变化规律和变化趋势....     

钢水连续测温传感器动态测温的仿真研究

在分析钢水连续测温传感器传热过程的基础上,建立了传感器的二维轴对称非线性非稳态传热模型。采用有限元方法对钢水连续测温传感器的动态测温过程进行了仿真研究,并分析了传感器插入深度、热物性参数、预热温度、边界条件等因素对测温准确性和动态特性的影响。实验结果表明,仿真值与测量值相比最大误差小于5℃,所建模型是正确的。传感器的插入深度及其变化率对动态测温误差、测量响应速度,测温的准确性均有较大的影响,其最小插入深度应为250 mm。传感器动态测温误差随着热容或密度的增大而增大,随着导热系数的增大而减小。传感器初始预热温度每提高10℃,最大动态测温误差减小约5℃,响应时间缩短约2s。这些结果可为传感器的优化设计和实际使用提供理论依据。     

半导体温度传感器在直升飞机测温上的应用

半导体温度传感器具有较高的精度和良好的线性输出。采用LM135型半导体温度传感器,与CPU、数码管接口,经A/D和V/F转换等信号处理,成功研制了某直升飞机数字大气温度显示器,取代了双金属片指针式温度计。试验结果表明LM135传感器在-55℃～70℃可以实现单点校准,在-60℃～-55℃出现非线性,可以通过程序进行单点补偿校准。     

太赫兹波段光子晶体温度传感器的研究

使用对太赫兹波段有吸收效应的掺杂硅设计光子晶体结构,使得在光子带隙内的光波被吸收,并加上金属反射镜面将光子晶体的吸收峰和法布里-珀罗(F-P)谐振吸收峰结合,使此结构在0.29～0.31 THz波段达到宽频吸收,并且在0.31～0.34 THz波段通过测量光子晶体的反射率可以计算出对应温度。在使用商业电磁仿真软件CST2014仿真和优化参数后,反射率对应温度变化的变化范围是0.09～0.36,即最大值与最小值有4倍之差,这一特性表明,此结构的反射率变化随温度变化十分明显,是一款十分灵敏的温度传感器。此外,在入射角不大于40°时,结构性能依然良好。     

自力式温度调节阀温度传感器结构分析

介绍了自力式温度调节阀基本原理和特点,分析了关键元件温度传感器的结构,并对不同结构温度传感器的动力特性进行了对比.     

Parylene增强型声表面波传感器及其温度响应

针对声表面波(SAW)传感器对品质因数、寿命和成本的要求,研制了Parylene增强型SAW传感器。根据金属剥离工艺要求,利用LOR剥离胶和AZ5214光刻胶双层胶旋涂工艺制作了梯形结构;在传统光学光刻条件下制作了2μm的超细叉指电极。传感器制作过程利用了MEMS工艺,不仅实现了传感器的微型化,还可以批量化生产,得到的以石英为基底的传感器谐振频率达到249.077 953 MHz。最后在传感器的表面镀制Parylene聚合物薄膜以提高基底温度灵敏度。实验对比了未增强型(未镀Parylene)和增强型SAW传感器(镀Parylene)的温度灵敏度。结果显示:未增强型SAW传感器温度灵敏度为2.048kHz/℃,Parylene增强型SAW传感器温度灵敏度为2.855kHz/℃,比前者提高了0.807kHz/℃,且镀Parylene之后谐振频率变化量与温度具有较好的线性度,线性相关系数达到0.996 15。实验证明,Parlene增强型SAW传感器的性能优于未增强的SAW传感器。     

On a MEMS based dynamic remote temperature sensor using transverse vibration of a bi-layer micro-cantilever

In this paper a novel remote temperature sensor based on a bi-layer micro cantilever beam has been proposed, which can sense the temperature of a given heat source from a finite distance dynamically. Proposed sensor works based on radiation heat transfer and thermally induced vibration. In order to dispose a relationship between temperature of the heat source, and a sensible characteristic like as tunneling current or capacitance, thermo-mechanical behavior of such a structure has been investigated. Heat transfer equation of such a beam includes a nonlinear term due to the radiation heat transfer that has been solved numerically using Rung-Kutta explicit integration method. Galerkin based mode summation method has been utilized to solve the partial differential equation of the beam dynamics and the Houbolt implicit integrating method is used to solve obtained ordinary differential equations. Dynamic response to a step, and semi-harmonic excitations and frequency responses, for the proposed sensor with different geometrical or physical properties have been presented and discussed considering the temperature relaxation time of the sensor. In order to gain a semi explicit solution a perturbation method has been disposed and the results have been compared to the numerical direct integration ones, the accuracy and agreement are excellent.     

一种组合式温度传感器的研究

本文提出了一种组合式温度传感器的设计方法。将具有良好线性及稳定性的铂电阻和反应快速、灵敏度高的热敏电阻结合起来,用铂电阻作为测温的基准并不断标定热敏电阻,用热敏电阻测量温度的增量并作线性化处理,从而得到一种兼具了铂电阻传感器和热敏电阻传感器优点的组合式温度传感器。     

C/SiC复合材料表面高温瞬态温度传感器的研究

针对C/SiC复合材料制造的航空发动机热端部件瞬时表面温度监测困难的问题,研究了一种C/SiC复合材料瞬时表面温度测量方法。采用磁控溅射法结合电镀工艺在C/SiC复合材料表面沉积了Ni-Cr-ZrO_2复合过渡层,采用磁控溅射法在Ni-Cr-ZrO_2复合过渡层上依次制备了SiO_2绝缘膜、NiCr/NiSi薄膜热电偶和SiO_2保护膜。对不同厚度SiO_2绝缘膜的绝缘性能进行研究,结果表明3μm厚的SiO_2薄膜绝缘电阻值可达1.64×10~9Ω。对传感器静态性能的实验研究结果表明,在50～600℃,塞贝克系数为42.1μV/℃,非线性误差1.52%。用理论计算与实验结合的方式对传感器的动态性能进行了研究,结果表明,传感器的动态响应时间在微秒级,可实现瞬态温度测试。对传感器进行测温实验,结果表明传感器能满足室温～600℃范围内瞬态温度检测的需求。     

地温传感器接线改进方法

文章分析了目前国家级地面气象观测站中自动气象站地温传感器在现场更换、维修及实验室检定时遇到的问题,提出了适宜的改进方法,并通过实验对改进方法的可行性进行了验证。通过分析实验数据,发现改进后的地温传感器的差值变化范围在±0.02℃内,且对传感器的连续采集能力无影响。     

基于传热正反模型的动态测温方法研究

为减少热惯性温度传感器的动态测温误差,提出了基于传热模型和反演算法的动态测温方法,其实质是将求解被测对象的真实温度转化为一个优化问题.该方法首先建立温度传感器非线性非定常瞬态传热正模型和有限元求解方程,并进行实验验证.在此基础上,推导了瞬态传热一阶敏度计算公式,建立了温度传感器的非稳态反演传热模型,结合快速反演算法,反求作为边界条件的被测对象真实温度.将所提出的动态测温方法应用于具有内外两层套管、传热过程复杂的复合温度传感器.实验和仿真结果均表明,正向模型的仿真值与测量值相比最大误差小于5℃,反演求解的被测对象真实温度误差不超过1％,热响应时间由548 s缩短到106s.应用实例分析结果表明,所提出的动态测温方法具有较高的准确性和快速性.