基于传热方程的铂电阻器测温系统误差研究.pdf

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1、36传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第l1期基于传热方程的铂电阻器测温系统误差研究张莉莉，贺晓雷，卢为(1．南京信息工程大学，江苏南京210044；2．中国气象局气象探测中心，北京100010；3．哈尔滨理工大学，黑龙江哈尔滨150080)摘要：针对铂电阻器自热效应这一现象，通过理论分析铂电阻器在温度测量中所产生的误差。由此提出一种实验方法进行系统误差研究。铂电阻器测温环境是有限空间的空气罐，罐内压力控制在500～1013hPa，液体槽温度控制在-70—80℃之间。罐内的流体视为自然流动的N。与O。的二元混合气体。利用

2、传热学分析热量传递过程中能量耗散关系、热流密度分布状态以及混合气体的热物理性质，通过建立数学模型，运用Matlab进行仿真运算。结果表明：在上述温度、压力和微小电流的条件下，铂电阻器测温结果中存在一O．4-0．6oC误差。关键词：铂电阻器；自热效应；空气热物理性质；误差中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)11-0036-04’●～●⋯●J‘●ResearchOnerrorOtl'tresistortemoeraturemeasurementsystembased0nheattransferequationZHANGLi．1．i．，HEXiao—lei，L

3、UWei。(1．NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology，NanJing210044，China；2·NationalCenterforMeteorologicalMetrologyofCMA，Beijing100010，China；3．HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract：AimingatphenomenonofPtresistorself-heatingeffect，errorofPtresistorintemperaturemeasu

4、rementisanalyzedbytheoryandanexperimentalmethodisproposedtocarryoutstudyonsystemerror．TemperaturetestingenvironmentofPtresistorisaairtankwithlimitedspace，thetankpressureisset500—1013hPa，andthetemperatureofthereservoirisset-70-80℃．ThefluidinthetankisregardedasmixturegasofN2andO2whichflownaturally．The

5、algorithmestablishesamathematicalmodelbytheanalysisoftheenergydissipationrelationshipinheattransferprocesswiththeheattransfertheory．theheatfluxdistributionandmixedairthermophysicalproperties．Bysettingupmathmodel，simulationoperationsarecariedoutbyMatlab．ExperimentalresuItsshowthattheerrorwhichexistsi

6、nthemeasurementofPtresistor-0．4—0．6ocundertheconditionsoftemperature，pressureandweakcurrentthatarementionedabove．Keywords：Ptresistor；self-heatingeffect；airthermophysicalproperties；error0引言是现场与实验室测量出现误差的主要原因。此外，在使用铂电阻器广泛应用于自动气象站中。近年来，为了提铂电阻器时，电流通过产生焦耳热量，铂热电阻器表面温度高铂电5【i器测量的精度，陆续出现了一些解决方案，以解也就相应升高。这不仅使

7、得稳态阻值上升，还影响到测试决参数漂移问题⋯，但鲜有人进行铂电阻器自热效应的分的环境温度，进一步增大TN量误差。析。在气候观测综合计量检定技术研究中，需要高精度的相对于传统的无源器件，铂电阻器在测量过程中存在温度测量。本文将针对于铂电阻器的自热效应，提出一种自热影响。例如：在气象业务中，日益推广应用的自动气象实验方案对其引起的测量误差进行研究。站，由于其自身的特点和业务工作的要求，无法再使用实验1