基于標(biāo)準(zhǔn)電阻比對(duì)的高精度恒溫箱系統(tǒng)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-07 21:06
從1990年1月1日開始,國際計(jì)量委員會(huì)宣布在世界范圍內(nèi)啟用量子化霍爾電阻基準(zhǔn),直流電阻的量值溯源不再以實(shí)物電阻為基準(zhǔn),受量子霍爾電阻復(fù)現(xiàn)條件苛刻的影響,由其復(fù)現(xiàn)的電阻量值仍然要由實(shí)物電阻作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)向下傳遞。想要保持傳遞電阻阻值高度穩(wěn)定,不僅要求電阻優(yōu)良的制作材料及制造工藝,而且要在運(yùn)輸過程中為電阻提供高度穩(wěn)定的溫度環(huán)境。在中國計(jì)量研究院和平里院區(qū)以及昌平院區(qū)進(jìn)行量子化霍爾電阻基準(zhǔn)比對(duì)的過程中,標(biāo)準(zhǔn)電阻難免要在兩個(gè)院區(qū)之間來回移動(dòng),由于環(huán)境溫度的變化,必然導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值發(fā)生微弱的變化,基于此現(xiàn)狀,本文通過對(duì)橋式電路對(duì)微弱電阻阻值變化敏感的特點(diǎn)進(jìn)行深入的了解,設(shè)計(jì)了一款基于標(biāo)準(zhǔn)電阻比對(duì)的高精度可移動(dòng)恒溫箱系統(tǒng),包括恒溫箱主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),控溫電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),以及針對(duì)恒溫箱參數(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,最后應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)電阻比對(duì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),主要內(nèi)容如下:首先在本設(shè)計(jì)中考慮到恒溫箱溫度穩(wěn)定性要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電阻儲(chǔ)存的要求,恒溫箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用雙層鋁殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并在表面進(jìn)行絕緣處理,首先通過SolidWorks軟件對(duì)箱體的整體結(jié)構(gòu)以及進(jìn)行密封絕緣細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)為了保證保持箱體溫度...
【文章來源】:青島大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 高精度恒溫箱的研制背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 恒溫箱在標(biāo)準(zhǔn)電阻儲(chǔ)存方面的優(yōu)勢
1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 恒溫箱基本理論
2.1 恒溫箱相關(guān)基本理論
2.1.1 量子化霍爾電阻基準(zhǔn)比對(duì)原理
2.1.2 SolidWorks軟件介紹
2.1.3 LabVIEW上位機(jī)軟件介紹
2.2 橋式測量阻值基本理論
2.2.1 直流電橋測量電阻
2.2.2 交流電橋測量電阻
2.3 熱傳遞基本理論
2.3.1 傳熱的基本方式
2.4 本章小結(jié)
第三章 恒溫箱的結(jié)構(gòu)及硬件電路的設(shè)計(jì)
3.1 恒溫箱的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.1 鉑電阻測溫原理
3.1.2 恒溫箱保溫層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.3 外殼開關(guān)端子絕緣的設(shè)計(jì)
3.2 內(nèi)腔功率電阻分配設(shè)計(jì)
3.3 恒溫箱硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.1 恒溫箱內(nèi)腔電橋電路的實(shí)現(xiàn)
3.3.2 振蕩電路的實(shí)現(xiàn)
3.3.3 相敏檢波電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.4 恒溫箱加熱電路的實(shí)現(xiàn)
3.4 電源電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.4.1 不間斷電源模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.4.2 電源模塊噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.5 本章小結(jié)
第四章 恒溫箱軟件設(shè)計(jì)
4.1 前面板設(shè)計(jì)
4.2 后面板設(shè)計(jì)
4.2.1 循環(huán)指令發(fā)送模塊
4.2.2 接收數(shù)據(jù)以及溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊
4.3 NI PXI-5922 高速數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
4.4 電阻測量上位機(jī)的實(shí)現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
第五章 恒溫箱實(shí)驗(yàn)分析
5.1 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
5.2 恒溫箱梯度實(shí)驗(yàn)
5.3 外加發(fā)熱功率電阻模擬標(biāo)準(zhǔn)電阻散熱測試實(shí)驗(yàn)
5.4 功率消耗實(shí)驗(yàn)分析
5.5 標(biāo)準(zhǔn)電阻測試實(shí)驗(yàn)
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]直流比較式電測儀表測量方法分析[J]. 楊瑛. 工業(yè)計(jì)量. 2017(04)
[2]寬頻高精度電感同步采樣測量研究[J]. 齊福強(qiáng),楊雁,遲宗濤,張艷麗. 電測與儀表. 2016(05)
[3]高精度鉑電阻測溫系統(tǒng)[J]. 胡鵬程,時(shí)瑋澤,梅健挺. 光學(xué)精密工程. 2014(04)
[4]基于低溫電流比較儀的微弱電流精密測量技術(shù)[J]. 魯云峰,趙建亭,賀青,張鐘華. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(12)
[5]基于Labview的模糊PID溫度控制系統(tǒng)[J]. 聶樂樂,李麗娟,王勁松,徐波,秦國愛. 長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[6]一種基于內(nèi)部遲滯比較器的新型RC振蕩器[J]. 李展,馮炳軍. 電子器件. 2009(01)
[7]量子化霍爾電阻國家標(biāo)準(zhǔn)的研究[J]. 張鐘華,賀青,李正坤,劉勇. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2005(02)
[8]超級(jí)恒溫油槽控溫部分的改造[J]. 張樹偉. 航空計(jì)測技術(shù). 2003(03)
[9]21世紀(jì)電磁計(jì)量的展望[J]. 張鐘華,賀青. 現(xiàn)代計(jì)量測試. 2001(03)
[10]一種新型高精度標(biāo)準(zhǔn)恒溫油槽[J]. 季鏡屏,李國平,錢火根. 計(jì)量技術(shù). 2000(10)
碩士論文
[1]密封儀器儀表的散熱研究及溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 溫文龍.西北大學(xué) 2005
本文編號(hào):3174059
【文章來源】:青島大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 高精度恒溫箱的研制背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 恒溫箱在標(biāo)準(zhǔn)電阻儲(chǔ)存方面的優(yōu)勢
1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 恒溫箱基本理論
2.1 恒溫箱相關(guān)基本理論
2.1.1 量子化霍爾電阻基準(zhǔn)比對(duì)原理
2.1.2 SolidWorks軟件介紹
2.1.3 LabVIEW上位機(jī)軟件介紹
2.2 橋式測量阻值基本理論
2.2.1 直流電橋測量電阻
2.2.2 交流電橋測量電阻
2.3 熱傳遞基本理論
2.3.1 傳熱的基本方式
2.4 本章小結(jié)
第三章 恒溫箱的結(jié)構(gòu)及硬件電路的設(shè)計(jì)
3.1 恒溫箱的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.1 鉑電阻測溫原理
3.1.2 恒溫箱保溫層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.3 外殼開關(guān)端子絕緣的設(shè)計(jì)
3.2 內(nèi)腔功率電阻分配設(shè)計(jì)
3.3 恒溫箱硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.1 恒溫箱內(nèi)腔電橋電路的實(shí)現(xiàn)
3.3.2 振蕩電路的實(shí)現(xiàn)
3.3.3 相敏檢波電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.4 恒溫箱加熱電路的實(shí)現(xiàn)
3.4 電源電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.4.1 不間斷電源模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.4.2 電源模塊噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.5 本章小結(jié)
第四章 恒溫箱軟件設(shè)計(jì)
4.1 前面板設(shè)計(jì)
4.2 后面板設(shè)計(jì)
4.2.1 循環(huán)指令發(fā)送模塊
4.2.2 接收數(shù)據(jù)以及溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊
4.3 NI PXI-5922 高速數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
4.4 電阻測量上位機(jī)的實(shí)現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
第五章 恒溫箱實(shí)驗(yàn)分析
5.1 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
5.2 恒溫箱梯度實(shí)驗(yàn)
5.3 外加發(fā)熱功率電阻模擬標(biāo)準(zhǔn)電阻散熱測試實(shí)驗(yàn)
5.4 功率消耗實(shí)驗(yàn)分析
5.5 標(biāo)準(zhǔn)電阻測試實(shí)驗(yàn)
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]直流比較式電測儀表測量方法分析[J]. 楊瑛. 工業(yè)計(jì)量. 2017(04)
[2]寬頻高精度電感同步采樣測量研究[J]. 齊福強(qiáng),楊雁,遲宗濤,張艷麗. 電測與儀表. 2016(05)
[3]高精度鉑電阻測溫系統(tǒng)[J]. 胡鵬程,時(shí)瑋澤,梅健挺. 光學(xué)精密工程. 2014(04)
[4]基于低溫電流比較儀的微弱電流精密測量技術(shù)[J]. 魯云峰,趙建亭,賀青,張鐘華. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(12)
[5]基于Labview的模糊PID溫度控制系統(tǒng)[J]. 聶樂樂,李麗娟,王勁松,徐波,秦國愛. 長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[6]一種基于內(nèi)部遲滯比較器的新型RC振蕩器[J]. 李展,馮炳軍. 電子器件. 2009(01)
[7]量子化霍爾電阻國家標(biāo)準(zhǔn)的研究[J]. 張鐘華,賀青,李正坤,劉勇. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2005(02)
[8]超級(jí)恒溫油槽控溫部分的改造[J]. 張樹偉. 航空計(jì)測技術(shù). 2003(03)
[9]21世紀(jì)電磁計(jì)量的展望[J]. 張鐘華,賀青. 現(xiàn)代計(jì)量測試. 2001(03)
[10]一種新型高精度標(biāo)準(zhǔn)恒溫油槽[J]. 季鏡屏,李國平,錢火根. 計(jì)量技術(shù). 2000(10)
碩士論文
[1]密封儀器儀表的散熱研究及溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 溫文龍.西北大學(xué) 2005
本文編號(hào):3174059
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