[發(fā)明專(zhuān)利]一種溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)裝置及階躍時(shí)間測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910669351.4
• 申請(qǐng)日: 2019-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110617906B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉波;王燦;鄭偉;何永興;王崇愿;鐘一峰;金愿;李海洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院(中國(guó)上海測(cè)試中心;華東國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心;上海市計(jì)量器具強(qiáng)制檢定中心)
• 主分類(lèi)號(hào): G01K15/00
• 分類(lèi)號(hào): G01K15/00
• 代理公司: 上海思牛達(dá)專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31355
• 代理人: 丁劍

本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)裝置及階躍時(shí)間測(cè)量方法，包括恒溫恒速水槽、支撐架、機(jī)械臂、數(shù)據(jù)記錄儀；所述支撐架套裝在恒溫恒速水槽上方，機(jī)械臂安裝在支撐架上；所述機(jī)械臂底端安裝有溫度傳感器，溫度傳感器通過(guò)引出線(xiàn)與數(shù)據(jù)記錄儀連接；所述恒溫恒速水槽包括旋轉(zhuǎn)筒體和靜置筒體，旋轉(zhuǎn)筒體套裝在靜置筒體外部；所述數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)置有第一導(dǎo)線(xiàn)、第二導(dǎo)線(xiàn)、第三導(dǎo)線(xiàn)和第四導(dǎo)線(xiàn)，第一導(dǎo)線(xiàn)設(shè)置在恒溫恒速水槽中，第二導(dǎo)線(xiàn)與溫度傳感器相連，第三導(dǎo)線(xiàn)與支撐架相連，第四導(dǎo)線(xiàn)與機(jī)械臂相連；本發(fā)明能夠?qū)囟葌鞲衅鬟M(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)，準(zhǔn)確測(cè)量產(chǎn)生階躍溫度的時(shí)間，判斷溫度階躍時(shí)間與傳感器時(shí)間常數(shù)的關(guān)系，保證校準(zhǔn)結(jié)果有效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)裝置及階躍時(shí)間測(cè)量方法。

背景技術(shù)

接觸式溫度傳感器在測(cè)量溫度變化較快的流體溫度時(shí)，一般不能立刻反應(yīng)被測(cè)溫度，需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡狀態(tài)。只有當(dāng)溫度傳感器與被測(cè)流體達(dá)到熱平衡時(shí)，傳感器反應(yīng)的溫度值才是被測(cè)流體的溫度。傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性是指溫度傳感器的溫度與被測(cè)介質(zhì)溫度增量之間的關(guān)系。在實(shí)際校準(zhǔn)中，常用熱響應(yīng)時(shí)間來(lái)描述溫度傳感器對(duì)階躍溫度的響應(yīng)。熱響應(yīng)時(shí)間是指流體溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí)，溫度傳感器的輸出溫度變化到相當(dāng)于該流體溫度階躍量的某個(gè)規(guī)定百分?jǐn)?shù)時(shí)所需要的時(shí)間，達(dá)到階躍溫度量的63.2％所需要的時(shí)間稱(chēng)為時(shí)間常數(shù)。

溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)，即傳感器熱響應(yīng)時(shí)間校準(zhǔn)過(guò)程主要包括：產(chǎn)生穩(wěn)定的校準(zhǔn)工況(穩(wěn)定的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng))；使溫度傳感器接受溫度階躍激勵(lì)；由測(cè)試系統(tǒng)采集被校傳感器對(duì)階躍的響應(yīng)信號(hào)，計(jì)算出熱響應(yīng)時(shí)間。

溫度階躍系統(tǒng)是為了給被校傳感器提供一個(gè)定量的溫度突變。按照校準(zhǔn)工況所規(guī)定的溫度階躍量，給溫度傳感器加溫度階躍。我國(guó)計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1049-1995《溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)》中規(guī)定，產(chǎn)生溫度階躍所需的時(shí)間，應(yīng)小于被校準(zhǔn)傳感器時(shí)間常數(shù)的10％，校準(zhǔn)結(jié)果才有效。

現(xiàn)有技術(shù)中，如我國(guó)公布的一項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利《裸露式熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間測(cè)量裝置》，申請(qǐng)?zhí)?01611250738.9，該發(fā)明“利用氣壓推動(dòng)沖擊氣缸活塞桿運(yùn)動(dòng)，使裸露式熱電偶沿著水平方向快速插入高溫球形黑體爐內(nèi)，減少了裸露式熱電偶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，減小了裸露式熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間的測(cè)量誤差。”未對(duì)產(chǎn)生溫度階躍的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，產(chǎn)生溫度階躍所需的時(shí)間，不能確定是否小于被校傳感器時(shí)間常數(shù)的10％，因而校準(zhǔn)結(jié)果是否有效，值得懷疑。。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)裝置及階躍時(shí)間測(cè)量方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)校準(zhǔn)裝置及階躍時(shí)間測(cè)量方法，包括恒溫恒速水槽、支撐架、機(jī)械臂、數(shù)據(jù)記錄儀；所述支撐架套裝在恒溫恒速水槽上方，機(jī)械臂安裝在支撐架上；所述機(jī)械臂底端安裝有溫度傳感器，溫度傳感器通過(guò)引出線(xiàn)與數(shù)據(jù)記錄儀連接；所述恒溫恒速水槽包括旋轉(zhuǎn)筒體和靜置筒體，旋轉(zhuǎn)筒體套裝在靜置筒體外部；所述數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)置有第一導(dǎo)線(xiàn)、第二導(dǎo)線(xiàn)、第三導(dǎo)線(xiàn)和第四導(dǎo)線(xiàn)，第一導(dǎo)線(xiàn)設(shè)置在恒溫恒速水槽中，第二導(dǎo)線(xiàn)與溫度傳感器相連，第三導(dǎo)線(xiàn)與支撐架相連，第四導(dǎo)線(xiàn)與機(jī)械臂相連。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)筒體底端設(shè)置有滾珠支盤(pán)，滾珠支盤(pán)固定在地面上；在滾珠支盤(pán)內(nèi)側(cè)設(shè)置有齒輪盤(pán)，與齒輪盤(pán)相配合設(shè)置有第一齒輪，第一齒輪安裝在第一電機(jī)上。

優(yōu)選的，所述靜置筒體上固定有加熱棒，加熱棒沿著靜置筒體均勻設(shè)置有多根；所述旋轉(zhuǎn)筒體和靜置筒體的連接處設(shè)置有橡膠密封條。

優(yōu)選的，所述支撐架包括滾珠螺母座、電連接臺(tái)、滾珠絲桿、手輪，所述滾珠絲桿一端固定在支撐架上，另一端從支撐架上穿出，且固定安裝有手輪；所述滾珠螺母座套裝在滾珠絲桿上，且與滾珠絲桿相互配合；所述電連接臺(tái)固定在支撐架側(cè)面，且第三導(dǎo)線(xiàn)與電連接臺(tái)相互連接。