微细热电偶的制作与时间常数标定方法

《微细热电偶的制作与时间常数标定方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、cqstyq.com*微细热电偶的制作与时间常数标定方法徐立新谢建斌杨智伟周富涛(兰州交通大学机电工程学院兰州730070)摘要:在瞬态温度测量中，为了得到准确的测量结果，要求热电偶具有良好的快速响应特性，其时间常数越小越好。借助于数字显微放大镜观察，以微细铜丝和康铜丝(0．05mm)焊接制备了快速响应热电偶;为了对时间常数准确标定，采用单片机控制电子开关闭合让激光器立即工作产生瞬时温度阶跃，建立了测定热电偶动态特性的实验系统，并用该系统测定了Cu/CuNi快速响应热电偶的时间常数。结果表明，制备的微热电偶响应时间达到(118．8±

2、1．64)ms;利用该系统对时间常数进行标定，结果准确可靠、设备简单、费用低廉，实用性较好。关键词:微细热电偶;时间常数;阶跃温度;阶跃响应中图分类号:TP212．11;TN06文献标识码:A国家标准学科分类代码:470．2010PreparationofmicrothermocoupleandcalibrationmethodoftimeconstantXuLixinXieJianbinYangZhiweiZhouFutao(SchoolofMechanicalEngineering，LanzhouJiaotongUniversit

3、y，Lanzhou730070，China)Abstract:Duringtransienttemperaturemeasurement，thethermocoupleisrequiredtopossessaquickresponseperformancetoachieveanaccurateresultwiththelesstimeconstantthebetter．Therefore，aquickresponsemicrothermocoupleispreparedbyweldingmicrocopperwireandconsta

4、ntanwireundertheobservationofdigitalzoommicroscope．Andtheexperimentalsystemofmeasuringdynamicthermocouplecharacteristicsisestablishedtocalibratethetimeconstantaccurately．Also，thetimeconstantoftheCu/CuNiquickresponsethermocoupleismeasuredwiththissystem．Asaresult，therespo

5、nsetimeofthepreparedmicrothermocouplehasreachedto(118．8±1．64)ms，thetimeconstantundercalibrationwiththisexperimentalsystemisaccurate，andthedeviceissimple，reliableandeconomic．Keywords:microthermocouple;timeconstant;steptemperature;stepresponse求，例如在研究高速列车快速通过钢轨时，测量轮1引言轨接触区

6、域温度的热电偶要求响应时间要小于热电偶传感器结构简单、价格便宜、测量范围2ms;研究内燃机在全负荷状态下工作时燃烧室内广，被广泛应用在工业生产中。针对普通热电偶，壁的瞬态温度时，要求热电偶响应时间应在1～［1］［4］为提高测温精度已进行了广泛研究，陈慧明等2ms;研究均匀液滴喷射飞行过程中温度的变化［2］［5］人开发了基于K型热电偶专用信号处理集成芯时，冷却速率达－3．76℃/mm。在瞬态温度测片MAX6675的测温系统，降低了系统的结构复杂量过程中，由于普通热电偶响应时间长，热惯性大，性和设计成本。但普通热电偶响应时间一般都在测量温

7、度比真实温度时间滞后，这无法满足快速的［3］2s以上，难以满足特定工况下对瞬态温度的要反映真实温度的要求。因此制备快速响应热电偶收稿日期:2016-05ＲeceivedDate:2016-05*基金项目:国家自然科学基金重点项目(51236003)、甘肃省自然科学基金(1506ＲJZA076)资助项目cqstyq.com及其时间常数的准确确定对保证瞬态温度的测量换热的假设条件下，按一阶常微分方程来处［17-18］有重要意义。理。在达到稳态时，微分方程如下:关于瞬态温度，许多学者利用薄膜热电偶来测dT［6］ρVcpdt=hA(Tg－T)

8、(1)试。徐西鹏等人采用0．5～1．0μm的多点薄膜热电偶(TFTC)在磨削工作表面阵列分布以测量和将上式变换为:研究金刚石砂轮与花岗石摩擦界面能量传输特征。ρVcpdT+T=T(2)［7］hAdtgKennedy等人通