本文關鍵詞：用于現場溫度傳感器標定的微型共晶點性能研究

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【摘要】：溫度是國際單位制中七個基本量之一,溫度量值測量的準確與否,關乎國防和民生等領域溫度測量水平的高低。當前,國際上溫標水平在幾個毫開爾文,而實際工業(yè)應用水平比溫標水平差幾十倍,甚至幾百倍,溫標水平與實際的工業(yè)及科學研究的水平形成了較大差距。為了解決工業(yè)現場精密鉑電阻溫度計標定的問題,中國計量科學研究院按照國際趨勢,把基準固定點傳遞技術應用于現場溫度標定,致力于研究微型共晶點的特性,研制便攜式多點自動復現裝置。通過研究微型共晶點Ga-In(15.7℃),Ga-Sn(20.5℃),Ga-Zn(25.2℃)及Ga固定點(29.7℃)的熔化溫坪特性,研制了兩套便攜式多點自動復現裝置(恒功率裝置和控溫裝置),探索基于微型鎵基共晶點及鎵點的現場精密鉑電阻溫度計校準方法,用于提升現場精密鉑電阻溫度計的校準水平,同時本裝置將為發(fā)展星載標準輻射源在軌標定提供技術支撐。研究結果表明:恒功率和控溫裝置的Ga-In、Ga-Sn、Ga-Zn共晶點以及Ga點的溫坪可持續(xù)時間2小時,復現性小于5 mK。分析實驗結果總結出三種切實可行的標定方法——比較法、定點法和定溫坪法,比較法和定點法的復現性都小于5mK。由于研究裝置將為發(fā)展星載標準輻射源在軌標定提供技術支撐,共晶點和鎵點的過冷度特性的研究,就顯得尤為重要。通過實驗發(fā)現以下幾種可以改變微型鎵點過冷度的因素:鎵點熔體的保溫時間、鎵點熔體的冷卻速率、鎵點熔體保溫溫度、鎵點凝固時具有明顯的尺寸效應、添加石墨粉、改變鎵點坩堝表面的粗糙程度等。為了驗證實驗結果、對改進實驗裝置提供指導,用ANSYS有限元分析軟件模擬了微型鎵點的熔化過程。模擬分析發(fā)現:鎵點熔化溫度為29.3℃,與建模模擬鎵點中熔化溫度(29.5℃)相差0.2℃,且能描述清楚鎵點的熔化過程。模擬了微型鎵點的均熱塊,得出加熱后溫度分布特性及空腔溫度梯度。
【關鍵詞】：計量學 鎵基共晶點 多固定點標定 精密鉑電阻溫度計 現場標定
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH811;TP212.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 引言9-12
• 1.2 文獻綜述12-17
• 1.2.1 國外研究現狀12-16
• 1.2.2 國內現狀16-17
• 1.3 基本原理和方法17-23
• 1.3.1 金屬凝固17
• 1.3.2 熱力學平衡條件17-19
• 1.3.3 曲率對相變溫度的影響19
• 1.3.4 凝固過程中的均勻形核19-20
• 1.3.5 非均勻形核20-21
• 1.3.6 金屬二元共晶理論21-23
• 1.4 研究內容與預期23-24
• 第2章 微型共晶點裝置的研制24-32
• 2.1 共晶點相變材料24-25
• 2.2 共晶點的灌注25-26
• 2.3 容器的研制26-32
• 2.3.1 恒功率容器的設計26-29
• 2.3.2 控溫容器設計29-32
• 第3章 微型共晶點復現結果32-41
• 3.1 恒功率裝置實驗過程及復現結果32-36
• 3.2 控溫裝置實驗過程及復現結果36-40
• 3.3 復現結果小結40-41
• 第4章 標定方法41-46
• 4.1 精密鉑電阻溫度計標定方法41-42
• 4.2 標定步驟42-44
• 4.3 標定方法小結44-46
• 第5章 微型鎵點過冷度的研究46-56
• 5.1 微型鎵點過冷度實驗裝置47-49
• 5.2 微型鎵點過冷度復現結果49-50
• 5.3 鎵熔體升溫后的保溫時間對鎵形核過冷度的影響50-51
• 5.4 鎵熔體降溫速率對形核過冷度的影響51-52
• 5.5 鎵熔體保溫溫度對鎵過冷度的影響52-53
• 5.6 尺寸效應對鎵過冷度的影響53-54
• 5.7 石墨粉添加對鎵過冷度的影響54-55
• 5.8 鎵過冷度實驗小結55-56
• 第6章 ANSYS熱學仿真驗證56-68
• 6.1 相變分析57-59
• 6.1.1 潛在的熱量和焓57
• 6.1.2 相變分析基本思路57-59
• 6.2 微型鎵點熔化過程模擬59-65
• 6.2.1 微型鎵點坩堝裝置物理模型59-60
• 6.2.2 微型鎵點的數學模型60
• 6.2.3 微型鎵點的數值求解60-65
• 6.3 微型鎵點均熱塊的分析65-68
• 結論68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀學位期間取得學術成果75

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前8條

1 周永安;共晶點測試儀研究[J];真空;1993年04期

2 程遠霞,王國華;食品共晶、共熔溫度測定試驗研究[J];淮海工學院學報(自然科學版);2001年04期

3 彭鏡鑫;定向凝固共晶復合材料[J];甘肅工業(yè)大學學報;1980年01期

4 周永安;新型智能共晶點測試儀的研究[J];真空;1998年02期

5 季阿敏;楊梅梅;張慶鋼;李杰;甄N，

本文編號：671409