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《测控技术与仪器 毕业论文范文——蓝宝石高温传感器静态标定装置设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、蓝宝石高温传感器静态标定装置设计摘要本文在具体的应用背景下，介绍了现代测温技术的发展和黑体辐射测温原理以及黑体腔的相关理论，并着重介绍静态标定装置的系统设计。针对基于Planck辐射原理和光纤测温技术的溅射高温薄膜材料的蓝宝石光纤黑体腔传感器可在恶劣环境下进行瞬态高温测量，分析了传感器的静态标定系统，并详细给出了每部分的电路图，最后进行了实验验证，并进行了相关分析。本文最后针对本系统还简要介绍了软件的设计，并简要给出了部分程序。关键字：蓝宝石光纤，辐射测温，静态标定，高温测量，光纤传感器第39页共39页DesignofStaticCali
2、brationSetofTransientHighTemperatureSensorBasedonSapphireFiberAbstractInthispaper,thecontextofspecificapplications,introducedthemoderntechnologyandtemperaturemeasurementtemperatureblackbodyradiationtheoryandthetheoryofblackbodycavity,withanemphasisonthestaticcalibrationde
3、vicedesign.BasedonPlanckradiationprincipleforfiber-optictemperaturemeasurementtechnology,sputteringandhightemperaturethinfilmsofSapphireFibersensorscanbecarriedoutintheharshenvironmentoftransienttemperaturemeasurements,staticcalibrationofthesensorsystemandgivenindetaileve
4、rypartofthecircuitFinally,experimentalverification,andthecorrelationanalysis.Finally,thesystemalsooutlinedforthesoftwaredesign,andbrieflypresentedsomeoftheprocedures.Keywords:sapphirefiber,thermalradiance,staticcalibration,temperaturemeasurement,opticalfibersensors第39页共39
5、页1绪论1.1研究背景和研究意义在测量中，温度随时间迅速变化，测温传感器由于感温件的热惯性和有限热传导，测出的温度与实际温度存在差别，即所谓的动态响应误差。为了尽量减少这类系统误差，一般需对测温传感器进行动态校准。其目的就在于利用已知迅速变化的温度信号来探明各类温度传感器的动态响应并对测温结果进行修正使之更接近于真实的温度信号，从而达到减少动态响应误差的目的。瞬态温度测量的特点是温度高，变化快，常伴有高压或高速气流,一次性不可重复的过程居多,条件恶劣,测量条件非常困难,技术难度很高。因此，正迫切需要一种耐冲击、抗烧蚀,响应快的瞬态高温传感
6、器来进行此类温度测量。许多场合需要测量瞬态表面温度，如内燃机缸壁、火炮膛壁温度等，这些参数直接影响设备的性能和安全，由于温度随时间迅速变化，传感器感温件的热惯性和有限热传导会产生动态测量误差。瞬态温度测量的特点是温度高，变化快，常伴有高压或高速气流，一次性不可重复的过程居多，条件恶劣。目前迫切需要一种耐冲击、抗烧蚀，响应快的瞬态高温传感器。蓝宝石单晶物理化学性能稳定，机械强度好，硬度高，绝缘，耐腐蚀，折射率大、在0.3～4.0Lm波段范围内透光性很好，熔点高达2045℃，蓝宝石单晶光纤是目前在高温环境下最适用的光波导材料之一，蓝宝石单晶光
7、纤黑体腔温度传感器无疑是解决上述测试问题的一个很好的途径[1,2]。蓝宝石单晶光纤探头目前主要有两种制作方法，一种是在蓝宝石单晶光纤的一端蒸镀一层铂或铱的薄膜，构成体积微小的黑体腔(热传感头)。为防止金属在高温下挥发，再蒸镀一层氧化铝保护膜，可以合理地把蓝宝石光纤感温腔看作一个等温圆柱漫射空腔。目前传感器已广泛地应用到工业及国民经济的各个领域，特别是随着计算机技术的进一步发展，传感器在各行业中所起的作用也越来越重要。然而任何一种传感器在制造、装配完毕后都必须进行一系列的钡试和试验，以确定传感器的基本特性。这种通过试验测试建立传感器的输入量
8、与输出量之间的关系，并确定出传感器在一定工作范围内的检测精度的过程就是标定。对生产单位来说，标定可以检验产品的质量，对用户来说，通过标定确定了传感器的性能指标。因此，标定在传感器的设计、制造和
