【摘要】：溫度傳感器具有性能穩(wěn)定、體積小、測(cè)溫范圍廣等優(yōu)點(diǎn),常用于測(cè)量工業(yè)領(lǐng)域中的溫度。在溫度傳感器中,熱電偶較為常見,使用范圍較廣,具有很大的研究?jī)r(jià)值,因此本文選用熱電偶并對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行分析。熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性代表熱電偶跟蹤溫度變化的能力,分析熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性具有重要意義。熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性會(huì)受到很多因素的影響,很難僅僅用理論概述或?qū)嶒?yàn)測(cè)試準(zhǔn)確分析熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。因此,通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的方式分析熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性具有重要研究?jī)r(jià)值。本文設(shè)計(jì)了一種熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括熱電偶、對(duì)射式光電傳感器、加熱裝置(恒溫槽,工業(yè)熱風(fēng)槍)、隔熱板、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī),選用裸露式熱電偶與鎧裝熱電偶各一種,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,由數(shù)據(jù)采集卡采集兩種熱電偶的溫度數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)時(shí)刻的數(shù)據(jù),以及對(duì)射式光電傳感器的電壓數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)時(shí)刻的數(shù)據(jù),通過(guò)溫度實(shí)時(shí)跟蹤程序記錄下來(lái),并得到了兩種熱電偶的時(shí)間常數(shù)。為了進(jìn)一步地分析兩種熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,首先通過(guò)理論分析得到了兩種熱電偶傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu),之后對(duì)兩種熱電偶進(jìn)行正負(fù)交替的階躍溫度激勵(lì),通過(guò)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與兩種熱電偶傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu)對(duì)兩種熱電偶傳遞函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。為了使模型接近真實(shí),進(jìn)行合理猜想,對(duì)兩種熱電偶傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),并重新對(duì)兩種熱電偶傳遞函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。結(jié)果表明,通過(guò)帶ARMA噪聲干擾的一階慣性延時(shí)系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)得到的最終傳遞函數(shù)可以更加準(zhǔn)確地描述該系統(tǒng)下兩種熱電偶的實(shí)測(cè)溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH811
【圖文】：

不同的導(dǎo)體 A，B 連接形成閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)的溫度不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)[35]，這就是熱電偶的測(cè)溫原理。其中直接測(cè)量溫，另外一端為參比端，若測(cè)量端溫度為 T，參比端溫度為 T0，產(chǎn)生電動(dòng)式 EAB(T，T0)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，EAB(T，T0電勢(shì)的大小與 T-T0有關(guān)，根據(jù)熱電偶回路熱電勢(shì)的分布理論dtNNETTTT BAAB00lneK（ ，） )中，K 為玻爾茲曼常數(shù)，K=1.38×10-23J/℃；e 為單位電荷；N A 的熱電級(jí)與導(dǎo)體 B 的熱電級(jí)在溫度 T0到 T 時(shí)刻的電子密度Ｂ材料已知，則 NA/NB已知，式(2-1)經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算得到如下（，）（）（）AB0ABAB0E TT ET-ET(2-2)，熱電偶的熱電勢(shì)等于熱電偶測(cè)量端溫度 T 與參比端溫差，熱電偶測(cè)溫原理如圖 2.1。

圖 2.2 平面壁熱傳導(dǎo)示意圖 Rtt/λAttttΦλA121212 / ttAΦq12 -4)中，Φ為熱流量，單位 W；λ為材料的熱導(dǎo)率，單位為 m2；δ為平面壁厚度，單位為 m；t1，t2，單位為℃；q 為熱流密度，單位為 W/m2；R流換熱，有牛頓冷卻公式：hfffRtt/AhttΦA(chǔ)htt 1( )()fq ht t-6)中，A 為接觸面積，單位為 m2；h 為對(duì)流

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本文編號(hào)：2735804