[發明專利]采用多層復合薄膜溫度傳感器測試瞬態切削溫度的方法

無效

• 申請號: 200810012355.7
• 申請日: 2008-07-14
• 公開（公告）號: CN101324471A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 孫寶元;崔云先;孫奉道;錢敏;張軍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01K7/00
• 分類號: G01K7/00;G01K15/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 關慧貞

1.一種采用多層復合薄膜溫度傳感器測試瞬態切削溫度的方法，其特征是，采用多層復合薄膜溫度傳感器，進行多層復合薄膜溫度傳感器靜、動態標定，采用AD590冷端溫度補償方式完成瞬態切削溫度測試，具體步驟如下：

第一步進行多層復合薄膜溫度傳感器的安裝：

1)、在具有SiO₂絕緣膜(2)，NiCr薄膜(3)、NiSi薄膜(4)和通槽(C)的高速鋼或硬質合金刀體(1)上利用微波ECR等離子體源增強射頻反應非平衡磁控濺射沉積出Si₃N₄保護薄膜(5)，構成多層復合薄膜溫度傳感器(I)；

2)、用第一耐高溫導電銀膠(6)將0.2mm的NiCr補償導線(7)一端與NiCr薄膜(3)粘結，用第二耐高溫導電銀膠(6’)將0.2mm的NiSi補償導線(8)一端與NiSi薄膜(4)粘結；

3)、NiCr補償導線(7)的另一端和NiSi補償導線(8)的另一端分別穿過通槽(C)，之后，通槽C用絕緣膠(9)灌封；

4)、在刀桿(10)下底開縱向槽(F)，在刀桿(10)上按順序分別鉆水平孔(D)、垂直孔(E)、尾孔(G)，并去掉毛刺；

5)、給NiCr補償導線(7)和NiSi補償導線(8)的引出線加絕緣護套后，使其穿過刀桿(10)下部的水平孔(D)、垂直孔(E)、縱向槽(F)和尾孔(G)后引出；

6)、安裝多層復合薄膜溫度傳感器(I)時，用絕緣刀墊(12)使刀體(1)底面與刀桿(10)絕緣；在刀體(1)其他側面固定絕緣墊片(11)，夾緊螺釘(13)和壓板(14)通過絕緣墊片(11)將刀體(1)固定；用兩個螺釘(17)將擋板(16)固定于刀桿(10)上；

7)、工件(21)通過絕緣墊片(20)安裝在三爪卡盤(19)上，當工件較長時，采用絕緣頂尖(22)軸向固定；

第二步對多層復合薄膜溫度傳感器(I)在0℃~600℃范圍內進行靜態標定，在高速鋼或硬質合金刀體(1)上沉積NiCr/NiSi熱電偶薄膜的同時，在16×16mm²石英玻璃片上分別同爐鍍制NiCr/NiSi薄膜熱電偶，作為標定用薄膜熱電偶，將整個溫度標定范圍分為三段，0℃～100℃，采用標準水槽；100℃～300℃采用標準油槽；300℃～600℃采用臥式熱電偶檢定爐；在水槽和油槽中標定時，熱電偶熱端溫度用標準鉑電阻控制；在檢定爐標定時，熱端溫度用鉑銠₁₀-鉑熱電偶控制，按照檢定點溫度的大小，把被標定熱電偶和標準熱電偶的測溫接點先后放入水槽、油槽或檢定爐的同一溫度場中，并將它們的冷端置于0℃的冰點器中；調節智能高精度控溫儀使溫度達到檢定點溫度，待溫度恒定后，用多功能數字萬用表測量被測熱電偶的熱電勢值，得到多層復合薄膜溫度傳感器熱電勢與熱端溫度的關系特性曲線；

第三步對多層復合薄膜溫度傳感器(I)進行動態標定，用激光脈沖發生器發出一束持續時間為20ns的激光脈沖，垂直照射到薄膜熱電偶的接點(B)上，薄膜熱電偶感受到溫升產生電壓信號輸出，經過放大器，薄膜熱電偶的激光脈沖響應電勢被比例放大后，用數據采集卡采集信號，送入計算機用VC編制的系統測試軟件進行數據處理、分析及顯示，得到溫度測試系統的階躍響應曲線，通過計算時間常數約為0.8毫秒；

第四步進行瞬態切削溫度測試時，將靜態標定得到的多層復合薄膜溫度傳感器熱電勢與熱端溫度的關系特性曲線輸入系統測試軟件；多層復合薄膜溫度傳感冷端溫度補償用AD590集成溫度傳感芯片感受冷端環境溫度，電路中引入偏置電壓回路，電阻R₁和電阻R₂的取值為對應的薄膜熱電偶的Seebeck系數。