[发明专利]一种基于双温度激励的温度传感器动态校准方法

说明书

本发明公开了一种基于双温度激励的温度传感器动态校准方法。本发明利用两个温度激励温度传感器后得到的两个响应信号之间的时间间隔，提高了温度传感器动态校准技术可测到的响应速度范围。本发明将脉冲信号的时间间隔逐次减去时间步长s不断逼近温度传感器的真实时间常数，并建立了相对偏差与临界相对偏差之间的数学模型，提高了时间常数校准的精度。

技术领域

本发明涉及温度传感器时间常数校准技术领域，具体涉及一种基于双温度激励的温度传感器动态校准方法。

背景技术

温度传感器是一种将温度转换为电子信号的器件，在现代工业中有着广泛的应用，而随着科技的发展，温度传感器的种类也越来越多，根据温度传感器与被测对象之间的关系可以分为接触式和非接触式。但是无论是使用接触式温度传感器还是非接触式温度传感器进行测温，想要得到一个准确可靠的结果，就必须对温度传感器进行校准。

温度传感器的校准分为静态校准和动态校准两部分，其中静态校准技术已经非常成熟，而动态校准技术在一些极端环境下(如高温、瞬态响应等)还存在较大的发展空间，并且在实际的温度测量过程中，温度是时刻变化的，在这种情况下，温度传感器的动态指标更能反映其性能优劣。因此，对温度传感器的动态校准显得尤为重要。

目前常用的温度传感器动态校准方法主要有：水浴/油浴法、热风洞法、激波管法以及脉冲激光法。根据现行的《JJF 1049-1995温度传感器动态响应校准规范》，温度传感器动态校准主要采用油浴/水浴法和热风洞法，这两种方法适合于非快速响应的测温环境，而应用于高温快响应速度的校准方法主要是激波管法和脉冲激光法，但无论是应用在快速响应环境还是非快速响应环境的传感器的动态校准都存在一个重复性问题，即采用同一方法对同一温度传感器进行多次校准时，传感器响应曲线的峰值波动是否在误差允许的范围内，尤其是当响应曲线为单位脉冲响应曲线时，其峰值一个微小的波动会引起时间常数较大的变化。基于此，本发明提出了一种基于双温度激励的动态校准方法，采用两个温度激励触发温度传感器得到两个信号，根据两信号之间的时间间隔对温度传感器进行动态校准，解决了时间常数重复性差的问题，扩宽了受原有时间常数定义限制的各种校准方法可测到的响应速度范围，使得每种校准方法的适用性更广，为温度传感器时间常数的新定义奠定了一定的基础。

发明内容

本发明目的是提出一种基于双温度激励的温度传感器动态校准方法，利用两个温度激励温度传感器后得到的两个响应信号之间的时间间隔，提高了温度传感器动态校准技术可测到的响应速度范围。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

本发明利用脉冲触发器产生一个脉冲信号A，触发温度传感器校准装置给被校传感器一个温度激励，利用温度传感器信号采集装置采集传感器第一个温度激励的响应信号a，间隔时间Δt以后脉冲触发器产生第二个脉冲信号B，触发温度传感器校准装置给被校温度传感器第二个温度激励，温度传感器产生第二个温度激励的响应信号b，利用温度传感器信号采集装置对响应信号b进行采集，此时统计温度传感器的两个响应信号a和b峰值之间的时间间隔并记为Δt′，获得脉冲触发器两次触发信号的时间间隔Δt和温度传感器的两次响应信号时间间隔Δt′的相对偏差k，将相对偏差k与临界相对偏差k_c进行对比，从而对温度传感器的动态校准结果进行判断。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的基于双温度激励的校准方法可以适配于水浴/油浴、热风洞和激波管法等各种温度传感器动态校准设备，适配范围广。

(2)本发明所述的基于双温度激励的校准方法相比于传统的温度传感器校准方法通过两次温度激励的峰值时间间隔与脉冲触发器的时间间隔对比并判定，降低了整体测试方法的不确定度，提高了时间常数的精度。

(3)本发明校准方法操作方便，适合推广，不同时间常数的温度传感器通过调整脉冲信号发生器的时间间隔实现其时间常数的测量，方法适应性好。