[发明专利]一种圆柱体导体材料温度测量装置及其方法

权利要求书

1.一种测量圆柱体导体材料温度的装置，其特征是，包括信号发生器(1)、频率计(2)、电流表(A)、电压表(V)、相位表()，工作线圈(A1)、调零线圈(A2)和补偿线圈(A3)及经与其连接的数据卡(3)和计算机(4)作电信号方式的连接构成；

所述的工作线圈(A1)，调零线圈(A2)和补偿线圈(A3)是三个完全相同的线圈，即它们线圈的匝数和绕制方式完全相同；

AI.0，AI.1引脚为数据卡(3)模拟输入口，AO.0引脚为模拟输出口。

2.如权利要求1所述的一种测量圆柱体导体材料多参数的装置，其特征是，所述的信号发生器(1)为一正弦波发生器，数据卡(3)为一NI-6251；

其中，信号发生器(1)和频率计(2)由使用软件LabVIEW的图形编程G语言编程计算机仿真实现经数据卡(3)NI-6251输出。

3.如权利要求1所述的一种测量圆柱体导体材料温度的测量方法，其

特征是，根据欧姆定理和圆柱形导体的磁场渗透公式，利用文献叙述的内容，可以推导出下面公式：

λEg2Eg0=I2(xi)I0(xi)---(1)]]>

其中：

λ-形状因子；

x-总参数

x=α2πμ0μγσf---(2)]]>

α-传感器线圈的半径

μ₀-真空磁导率，4π×10^-7H/m

f-磁场频率

引用综合参数，通过贝塞尔公式可以推导出：

|mg|=|λEg2Eg0|=1-2(ReAg+ImAg+|Ag|)---(3)]]>

其相角：

其中：

Ag=I1(xi)I0(xi)---(5)]]>

I₁-贝塞尔虚数特性函数

推导出公式：

其中：E2′=E2E0;]]>M-振幅

为了计算的准确、方便，建立起M，与x的关系(如图2和图3所示)与x的关系

设ρ=1σ,]]>利用资料中的ρ与温度t的关系，结合上面的公式，推导出：

ρ=ρ1+ρ1β1+βt1(t-t1)---(7)]]>

其中：

t₁-常温下温度；

t-测量物体温度；

ρ和ρ₁-t和t₁下有效电导率的倒数；

β-电阻温度系数，反映材料电阻与温度变化关系的系数，单位：℃^-1公式(7)可转化为：

t=(x12x2-1)(1+βt1β)+t1---(8)]]>

据此，可以通过求总参数的方法推导出物体的实际温度；

所述的检测方法还包括

基于工作线圈(A1)，调零线圈(A2)和补偿线圈(A3)三个是完全相同的线圈，即它们线圈的匝数和绕制方式完全相同；

因此，在测量的时候，从补偿线圈(A3)的次级线圈上获得的电动势E₀等于在其空载时候的工作线圈(A1)次级线圈末端的电动势；电压表(V2)测电动势E₂，调零线圈(A2)次级线圈中的E_K＝E₁；

相位计()是用来测量电动势E₀和E₂之间的相角；并作如下操作：

A.在工作开始前，调整电路，进行调零；

B.电路调零以后，进入正式测量阶段：

把被测件放入工作线圈(A1)中，在室温下设为t₁，通过相位表测量常温被测件参数M₁即电动势E₂的相角由关系图2，3找出综合参数x₁；

C.然后测量温度变化后被测件时的利用关系图2，3确定M₂；

D.再确定x₂，把上述的数据代入到公式8中，通过计算推导出被测件的温度。