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研究进展
大量程、高精度温度检测技术
2016-04-22
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       温度检测在工农业生产、科学研究、军事以及航空航天领域中应用广泛。但在绝大部分场合测温精度要求不高,0.1℃的测温精密度即可满足要求;或者在小量程内具有高精度测温需求,如在室温0℃~80℃范围内达到1mk的测温精密度。随着科学研究与测试分析技术的快速发展,化学品物理危险鉴定分类、量热、理化参数测试以及成分分析等领域仪器亟待开发大量程、高精度的温度检测技术,如在-40℃~700℃量程内测温精密度达到mk量级。基于上述需求,化工安全研究组开展了基于热电偶、铂电阻及热敏电阻的高精度温度测量及标定技术研究。


       经过近2年的技术攻关,研究组攻克了激励源发生、温度漂移抑制、冷端补偿以及数据处理等关键技术,实现了中、低温的mk量级精度测量,具体指标如表1所示。在铂电阻或热敏电阻测温中,采用电阻比率法及激励电流换向法,消除了激励电流源漂移对温度测量的影响;采用电流源斩波技术,消除了接线端子热电动势误差;采用模拟PID温度控制,消除了基准电阻温度漂移的影响。在热电偶测温中,通过冷端高稳态温度控制及补偿功能,消除了环境温度变化对温度测量的影响;利用方程求根的思想结合线性多项式拟合法,实现了快速、高精度温度测量。


表1 测温系统的技术指标


       另外,为提高温度测量的准确性和标定效率,在高稳态温度源及二等标准温度计等硬件配置的基础上,以VB6.0和EXCEL作为软件平台,基于最小二乘法的线性多项式拟合,实现了测温系统标定、校准的自动化,系统如图1所示。



图1 自动温度标定、校准系统


       化工安全研究组下一步将在微弱信号调理、32位高精度AD转换电路、V-T数据转换以及噪声滤波等方面继续努力,开发出精度优于1mk的温度检测技术。


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