[发明专利]一种对温度测量系统进行全系统宽低温综合校准的设备

说明书

本发明提供了一种对温度测量系统进行全系统宽低温综合校准的设备，校准温度范围77K到323K，采用制冷机制冷和加热器加热综合控温方式，隔热校准腔采用三层结构，中层外层真空隔热，内层作为校准温度源，放置传感器安装铜座，通过充氦实现温度场快速均匀。在校准过程中，温度传感器带线缆穿过密封座后，置于校准腔内的传感器安装铜座内，然后对导线实行密封，中外层抽真空隔热，内层充氦。准备就绪后，在测控机柜控制下，自动按照校准流程实施制冷机和加热器校准腔温度控制，达到校准目标温度值后，温度测量系统采集校准温度点的电流或电压值。按流程所有校准点完成后进行校准曲线拟合，得到温度测量系统测量范围内的校准曲线。

技术领域

本发明涉及的是温度测量系统校准领域，尤其是一种对温度测量系统进行全系统宽低温综合校准的设备。

背景技术

在温度测量过程中，一般采用对温度传感器校准的方法来保证温度测量精度。但在实际温度测量过程中，测量误差来自温度传感器、测量线路、放大器、采集系统等各个环节，因此在温度测量精度要求比较高地方（比如，低温风洞在温度77K到323K范围内测量精度需要达到0.1K），仅对温度传感器进行校准难以满足温度测量精度要求，需要对整个温度测量系统进行校准。

另外，在实际温度校准系统过程中，温度变化过程较慢，为了提高试验效率，需要同时对多个温度测点一次性进行校准，以现有技术中单独对每一个温度传感器校准的方法只能够单独对每一个测点进行校准，对于测量点较多的温度测量系统（比如，低温风洞系统有上百个温度测量点）校准需要几十天甚至数月时间。

如果想一次性校准多个传感器，又会因为温度传感器校准腔体容积增大，温度场均匀性就会下降，校准设备的精度又不能满足温度测量系统校准要求。

由于现有技术中都是针对于温度传感器进行校准，而实际使用中是在加装了测量线路、放大器、采集系统等各个环节后，最终获得的测量温度的数值精度又会存在显著的误差，因此急需一种能够对多通道低温温度测量系统进行整体校准的装置来消除测量线路、放大器、采集系统等各个环节带来的测量误差，提高校准效率和校准精度。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种对温度测量系统进行全系统宽低温综合校准的设备，该方案能够对整个多通道温度测量系统进行校准，解决了现有技术中只能对温度传感器进行校准无法将整个测量系统校准的难题，同时本方案能够最大同时对具有45个测点的温度传感器测量系统进行校准，能够极大提高校准效率。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种对温度测量系统进行全系统宽低温综合校准的设备，包括有预冷恒温槽、制冷机水冷系统、隔热校准腔系统、真空与压力调节系统以及测控机柜；隔热校准腔系统包括有外部筒体、中部筒体以及内部筒体；内部筒体设置在中部筒体内部；中部筒体设置在外部筒体内部；内部筒体、中部筒体以及外部筒体的顶部均设置有顶部开口的密封法兰；内部筒体顶部密封法兰顶部的开口于中部筒体顶部密封法兰的开口之间通过可伸缩波纹管密封连接；中部筒体顶部密封法兰的开口于外部筒体顶部密封法兰的开口之间通过不锈钢导管密封连接；外部筒体顶部密封法兰的开口上方设置有密封的引线罩；引线罩的侧面设置有和真空与压力调节系统连接的氦气充气管和氦气排气管；不锈钢导管的外壁套设有辅助冷却套管；辅助冷却套管通过辅助冷却套管接口穿过外部筒体顶部密封法兰与预冷恒温槽连接；中部筒体底部为冷量分配器；内筒体底部直接与冷量分配器连接；外部筒体底部设置有外部筒体底部密封法兰；冷量分配器与穿过外部筒体底部密封法兰的制冷机制冷头连接；制冷机制冷头与制冷机水冷系统连接；内部筒体的底部设置有传感器安装座；测控机柜能够检测和控制传感器安装座的温度以及检测和控制内部筒体、中部筒体和外部筒体内的气压。

作为本方案的优选：中部筒体顶部密封法兰上设置有辅助连接杆过孔；内部筒体顶部密封法兰上设置有辅助连接杆螺纹孔；辅助连接杆能够穿过辅助连接杆过孔与辅助连接杆螺纹孔连接；辅助连接杆上设置有受力螺母。