测控技术与仪器 毕业论文范文——蓝宝石光纤温度传感器线性化校正的单片机实现

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1、蓝宝石光纤温度传感器线性化校正的单片机实现摘要基于黑体辐射原理的蓝宝石光纤温度传感器可进行恶劣环境下瞬态高温的测量，近年来得到了较广泛的应用。蓝宝石光纤温度传感器的非线性严重影响传感器的精度和稳定性。为了解决测量中存在的非线性问题,本文首先叙述了蓝宝石光纤温度传感器的测温原理和非线性产生机理；其次结合蓝宝石光纤温度传感器的非线性特性，构造了校正函，并结合单片机运用此校正函数完成了蓝宝石光纤温度传感器线性化的校正，最后对校正的合理性进行了验证。关键词：蓝宝石光纤,瞬态高温,线性化校正，校正函数，单片机第47页共45页NonlinearCalibrationTechnologyofSap

2、phireFiberTemperatureSensorAbstractSapphirefibertemperaturesensorwhichisbasedonthemechanismofblackbodyradiancecanbesuitableforharshenvironmentsintransienthightemperaturemeasurement,hasgottenmoreextensiveapplicationinrecentyears.ThenonlinearityofSapphirefibertemperaturesensorseriouslyimpactsonth

3、esensor’sprecisionandstability.Inordertosolvenonlinearprobleminmeasurement,thispaperfirstdescribesthetheoryandnonlinearmechanismofthesapphirefibertemperaturesensorandnonlinearmechanism;Thenrelatedwithsapphirefibertemperaturesensornonlinearcharacteristics,thetheoryofformationfunctionisexpounded,

4、andhasconstructedtheadjustmentletter,andunifiedthemonolithicintegratedcircuittoutilizethiscorrectionfunctiontocompletethesapphireopticalfiberhightemperaturesensorlinearizationadjustment;Finallyhascarriedontheconfirmationtotheadjustmentrationality.Keywords：SapphireFiber,TransientHighTemperature,

5、NonlinearCalibration,CalibrationFunction,SingleChipMicrocomputer第47页共45页1绪论1.1温度的概念温度是一个很重要的物理参数，自然界中任何物理、化学过程都和温度紧密相联系。在很多生产过程中，温度测量和控制都直接和安全生产、保证产品质量、提高生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系，因此在国民经济各个领域中温度的研究都受到了相当的重视，对温度进行研究也就显得非常重要也是非常必要的。在温度测量领域内瞬态温度的测量是测温技术中一个重要分支。瞬态高温是指随时间快速变化的温度。瞬态温度测量的共同特点就是温度高、变化快、测量环

6、境恶劣，并且还常伴有高压或高速气流流动，多为不可重复一次性瞬态过程。近年来发挥光纤特性的光纤传感器，为解决这些测试技术难题提供了有效的途径。瞬态温度在兵器测试界尤为关心，对兵器研制，特别是枪炮寿命，防烧蚀，发动机效率磨损、局部升温问题具有重要意义，是当今急需解决的课题。另外在内燃机、发动机等热工或热力转换过程中，都存在瞬态变化热现象，瞬态表面温度作为热变形、热应力分析的不可缺少的重要参数，其测量技术一直是研究者的重要探讨方向。兵器领域瞬态表面温度测量的共同点是：温度高、变化快，瞬态温度达2000K以上，响应时间为μs级[3]，往往还伴有复杂环境条件，这给其测量技术提出了更高要求[4]

7、。尽管已经开发出适用于瞬态温度测量的多种薄膜热电偶，但在这领域的理论研究和实践仍不能满足测量工作的需要。例如，传感器测量温度范围不够高，响应速度不够快，动态测温模型及校准技术的研究比较落后等，这些问题都需要迫切解决。1.2测温的方法1.2.1温度测量概述第47页共45页温度的测量首先是由温度传感器来实现的。测温仪器通常由温度传感器和信号处理两部分组成。温度测量的过程就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电的或其它形式的信号，传递给信号处理电路进行信号处