[發明專利]一種基于恒流驅動的熱膜剪應力傳感器的溫度補償方法有效
| 申請號： | 202011023737.7 | 申請日： | 2020-09-25 |
| 公開（公告）號： | CN112146812B | 公開（公告）日： | 2022-04-19 |
| 發明（設計）人： | 畢珍;袁平秋;常瑩;嚴宇超 | 申請（專利權）人： | 西北工業大學太倉長三角研究院 |
| 主分類號： | G01L25/00 | 分類號： | G01L25/00 |
| 代理公司： | 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230 | 代理人： | 劉長春 |
| 地址： | 215400 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 驅動 剪應力 傳感器 溫度 補償 方法 | ||
1.一種基于恒流驅動的熱膜剪應力傳感器的溫度補償方法，其特征在于，包括：
步驟一：根據傳感器中熱敏電阻的溫度與阻值的線性關系表達式，將流體溫度Tf變換為等效熱敏電阻Rf，構建流體溫度Tf的表達式，并利用所述線性關系表達式重新構建傳感器的工作電阻Rw的表達式和溫度差ΔT0的表達式；其中，所述溫度差ΔT0為工作電阻Rw的工作溫度Tw與流體溫度Tf的差值；
步驟二：將步驟一得到的表達式以及輸出電壓與工作電阻Rw的關系式代入剪應力和熱功率公式，得到初始的溫度補償模型；
步驟三：對初始的溫度補償模型做形式變換，得到最終的溫度補償模型，并根據最終的溫度補償模型對熱膜剪應力傳感器的輸出電壓做溫度補償；其中，最終的溫度補償模型為所述輸出電壓與流體壁面剪應力的關系模型，且最終的溫度補償模型的模型參數為對流體溫度Tf非敏感的參數；
所述流體溫度Tf的表達式為：
其中，R20為20℃下熱敏電阻的阻值，α20為20℃下熱敏電阻的電阻溫度系數，Tw為工作電阻的工作溫度；
所述最終的溫度補償模型的表達式為：
f(Ew)＝A′τ1/3+B′；
其中，A′和B′均為對流體溫度非敏感的常數，EW為輸出電壓。
2.根據權利要求1所述的溫度補償方法，其特征在于，所述傳感器是基于熱耗散原理對流體壁面剪應力進行測量的傳感器，且所述傳感器的驅動模式為恒流驅動模式。
3.根據權利要求1所述的溫度補償方法，其特征在于，步驟一中利用所述線性關系表達式重新構建的工作電阻Rw的表達式為：
Rw＝R20×α20×(Tw-20)+R20。
4.根據權利要求1所述的溫度補償方法，其特征在于，所述初始的溫度補償模型的表達式為：
其中，τ為待測的流體壁面剪應力，A為與流體和熱敏電阻的強迫對流換熱相關的第一預設擬合參數，B為與熱敏電阻和柔性基底的熱傳導相關的第二預設擬合參數，i為工作電阻的恒定驅動電流；EW為所述輸出電壓。
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