[发明专利]一种温度传感器响应时间测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度传感器响应时间测量装置及测量方法，属于先进传感器测试技术。

背景技术

温度传感器广泛应用于工业、农业、气象、交通等众多领域。在某些特殊应用场合，被检温度可能发生快速变化，如气象监测中的探空仪应用以及工业控制中的快速热退火应用等。这些应用对温度传感器的响应时间特性提出了要求，需要通过相关测量装置对其进行检测。

温度传感器响应时间需要通过特定的装置产生温度阶跃信号并记录传感器在温度阶跃下的动态响应特性。温度阶跃信号的产生通常使用水域/油浴法或激光加热的方法。2009年，刘家恕(人名)等人提出的铠装铂电阻温度传感器响应时间测量装置采用了水浴法产生温度阶跃信号，将传感器从空气接触水面的瞬间作为温度动态响应测试的起点。2007年，郝晓剑(人名)等人提出的表面温度传感器响应时间测量装置采用激光加热法产生温度阶跃信号，利用可高频调制的高功率CO2激光作为激励源，用脉冲激光加热被测传感器，表面产生一个快速升温的变化，进而进行温度动态响应检测。在以上的两种方法中，水域/油浴法相对简单，但是适用性较差，且对于某些不能经受液体浸泡的温度传感器无法进行应用。激光加热的方法虽然适用性更强，但是需要准备复杂的激光器系统，成本较高。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种温度传感器响应时间测量装置及测量方法，通过低成本的测量装置和简单的测量方法实现温度传感器响应时间的检测，适用性强，易于应用。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种温度传感器响应时间测量装置，其特征在于：包括电源、疝灯、透镜/透镜组、恒温箱、和输出记录装置，在恒温箱上设置有透光窗口，待测温度传感器置于恒温箱内，输出记录装置对待测温度传感器的检测数据进行输出和记录；疝灯产生的热辐射光束依次通过透镜/透镜和透光窗口射入恒温箱内，疝灯产生的热辐射光束通过透镜/透镜组聚焦在待测温度传感器表面，对待测温度传感器进行加热。

上述装置中，电源用于为疝灯供电，疝灯用于产生热辐射光束，透镜/透镜组用于将热辐射光束聚焦，提高加热效率。恒温箱用于产生恒定的温度，恒温箱上的透光窗口由透明的固体材料构成，便于热辐射光束射入。输出记录装置用于读取和记录随时间变化的待测传感器输出信号。

一种采用温度传感器响应时间测量装置的测量方法，包括如下步骤：

(1)打开电源，为疝灯通电，使疝灯产生热辐射光束；

(2)通过透镜/透镜组对疝灯产生的热辐射光束进行汇聚；

(3)汇聚后的热辐射光束通过恒温箱上的透光窗口入射并聚焦在待测温度传感器表面，对待测温度传感器进行加热；

(4)监测输入记录装置，当待测温度传感器被热辐射光束加热到稳定温度以后，关闭疝灯，停止加热，由此产生下降的温度阶跃；

(5)以关闭疝灯的瞬间为阶跃产生的起点，由输出记录装置记录待测温度传感器在冷却过程中的输出信号，由此给出响应时间测量结果。

有益效果：本发明提供的温度传感器响应时间测量装置及测量方法，利用疝灯和透镜/透镜组代替复杂的激光系统，测量装置的结构简单，成本低；相应的测量方法适用性强，易于应用。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种温度传感器响应时间测量装置，包括电源1、疝灯2、透镜/透镜组3、恒温箱4、和输出记录装置6，在恒温箱4上设置有透光窗口41，待测温度传感器5置于恒温箱4内，输出记录装置6对待测温度传感器5的检测数据进行输出和记录；疝灯2产生的热辐射光束依次通过透镜/透镜3和透光窗口41射入恒温箱4内，疝灯2产生的热辐射光束通过透镜/透镜组3聚焦在待测温度传感器5表面，对待测温度传感器5进行加热。输出记录装置6用于读取和记录随时间变化的待测传感器5的输出信号，其中，输出信号的采样间隔要远小于待测传感器5的响应时间。

一种采用温度传感器响应时间测量装置的测量方法，包括如下步骤：

(1)打开电源1，为疝灯2通电，使疝灯2产生热辐射光束；

(2)通过透镜/透镜组3对疝灯2产生的热辐射光束进行汇聚；

(3)汇聚后的热辐射光束通过恒温箱4上的透光窗口41入射并聚焦在待测温度传感器5表面，对待测温度传感器5进行加热；

(4)监测输入记录装置6，当待测温度传感器5被热辐射光束加热到稳定温度以后，关闭疝灯2，停止加热，由此产生下降的温度阶跃；