高溫物體溫度的測(cè)量在航空航天、冶金和能源等眾多領(lǐng)域中都具有重要的意義。非接觸式測(cè)溫特別是輻射測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展為其開(kāi)辟了新的路徑。光電高溫計(jì)作為輻射測(cè)溫的重要儀器之一,憑借價(jià)格適中、操作方便、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)在精密測(cè)溫領(lǐng)域起著重要作用。本論文應(yīng)項(xiàng)目要求,在以往研究光電高溫計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研制了一套測(cè)溫范圍在（500-1800）℃的光電高溫測(cè)量系統(tǒng),利用輻射測(cè)溫理論完成簡(jiǎn)單的熱力學(xué)溫度測(cè)量。文章從熱輻射溫度測(cè)量原理的角度出發(fā),介紹了輻射測(cè)溫基礎(chǔ)理論--黑體輻射三大定律,進(jìn)而引出了三種常用的輻射測(cè)溫方法:亮度測(cè)溫法、全輻射測(cè)溫法和比色測(cè)溫法�；趯�(duì)三種測(cè)溫方法的原理說(shuō)明與優(yōu)缺點(diǎn)比較,篩選出以亮度測(cè)溫法來(lái)設(shè)計(jì)本測(cè)量系統(tǒng)。光電高溫測(cè)量系統(tǒng)主要分為硬件和軟件兩大部分,根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和指標(biāo)選擇合適器件進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),包括光學(xué)系統(tǒng)搭建,光電探測(cè)器選型、放大電路和電測(cè)顯示儀表的設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)上,設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊、參數(shù)設(shè)置模塊和數(shù)據(jù)采集處理模塊組成,可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)的控制與數(shù)據(jù)采集處理等功能。平臺(tái)搭建完成后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)高溫黑體爐對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了分度實(shí)驗(yàn),并對(duì)分... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光學(xué)系統(tǒng)示意圖

高溫測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的好壞會(huì)直接影響到光電高溫測(cè)量系統(tǒng)的整體性能。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)光電探測(cè)器的需求也與日俱增，市面上出現(xiàn)了許多類(lèi)型不同、結(jié)構(gòu)各異光電探測(cè)器。如光電二極管、光敏電阻、光電池等[33]。其中光電二極管憑借反應(yīng)速度快、噪聲低、使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)可作為輻射測(cè)溫系統(tǒng)使用的主要探測(cè)器，廣泛應(yīng)用到輻射溫度測(cè)量中。因此本課題選用硅光電二極管作為光電探測(cè)器。光電二極管在理想狀態(tài)下可看做一個(gè)微弱的電流源，接受到的輻射能量越多，光電二極管輸出的電流也就越大，光電二極管的等效電路模型見(jiàn)圖 3-2。圖中，Rsh--分流電阻；Rs--等效串聯(lián)電阻；Cj--結(jié)電容。

中北大學(xué)學(xué)位論文20象元數(shù)1封裝金屬封裝類(lèi)型TO-5反向電壓（最大值）5V光譜響應(yīng)范圍320-1100nm峰值靈敏度波長(zhǎng)（典型值）960nm光敏度（典型值）0.5A/W暗電流（最大值）30pA上升時(shí)間（典型值）0.2μs結(jié)電容（典型值）65pF圖3-3S1336-5BK硅光電二極管外觀結(jié)構(gòu)Figure3.3S1336-5BKSiliconphotodiodeexteriorstructureS1336-5BK型光電二極管的光譜響應(yīng)范圍很大，能夠覆蓋可見(jiàn)光和紅外波段，抗噪聲能力強(qiáng)、響應(yīng)速率高、靈敏度高。在不受光照的情況下，其暗電流很小，對(duì)測(cè)量結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響，符合本論文需求。3.3相關(guān)電路設(shè)計(jì)根據(jù)上述設(shè)計(jì)光電探測(cè)器可以將光學(xué)系統(tǒng)接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，但轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)一般來(lái)說(shuō)都是非常微弱的，這樣就會(huì)對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)產(chǎn)生極大的困難。因此需要先對(duì)這微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大處理再送到之后數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理等工作。在對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大處理的過(guò)程中，噪聲在很大程度上會(huì)干擾信號(hào)，這就需要電路設(shè)計(jì)


本文編號(hào)：3008658