[發明專利]一種用于本征柔性線圈測量溫度間隙的標定轉換方法

有效

• 申請號: 202011305506.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112393770B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 王璐珩;魏宇
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于本征柔性線圈測量溫度間隙的標定轉換方法，屬于傳感器技術領域。在標定階段：獲取本征柔性線圈的溫度變化?電阻變化標定數據、溫度變化?阻抗變化標定數據和間隙變化?阻抗變化標定數據；在轉換階段：用本征柔性線圈的電阻變化值和溫度變化?電阻變化標定關系得到溫度變化值，進而由溫度變化?電阻變化標定關系得到溫度變化引發的阻抗變化值，再用總的阻抗變化值扣除溫度變化引發的阻抗變化值得到間隙變化引發的阻抗變化值，進而由間隙變化?阻抗變化標定關系得到間隙變化值。用本發明提出的方法能解決溫度阻抗效應和間隙阻抗效應交叉干擾對測量產生不利影響的難題，適用于現代大型設備狹小曲面層間溫度和間隙測量等領域。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，特別涉及到基于本征柔性傳感器的溫度和間隙測量。

背景技術

現代大型工業設備存在著很多狹小曲面層間結構，為確保系統安全，需要測量狹小曲面層間間隙與溫度。由于層間間隙狹小、接觸表明不規則，因此給傳統剛性傳感器的安裝帶來困難。故而，迫切需要傳感器具有柔性，能柔順地貼敷于曲面層間以完成溫度與間隙的測量任務。而基于導電高分子復合材料的本征柔性線圈具有溫度和間隙敏感效應，因此有潛力用于實現狹小曲面層間溫度與間隙測量。但本征柔性線圈的溫度-阻抗效應和間隙-阻抗效應在整個測量過程中都交織在一起，進而用傳統的標定與轉換方法無法實現溫度和間隙的同時測量。因此，如何消除溫度阻抗效應和間隙阻抗效應交叉敏感對測量產生的不利影響是亟需解決的難題。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足之處，提出一種用于本征柔性線圈測量溫度間隙的標定轉換方法，包括以下步驟：

1、標定數據獲取

確定溫度變化標定值ΔT_m(m＝1，2，...，M)，其中，M為所述溫度變化標定值的個數；獲取本征柔性線圈對應于所述ΔT_m的電阻變化標定值ΔR_m；獲取本征柔性線圈在初始間隙下對應于所述ΔT_m的阻抗變化標定值：ΔZ{[T(0)，G(0)]；[T(0)+ΔT_m，G(0)]}，其中，T(0)為初始溫度，G(0)為初始間隙；然后，確定間隙變化標定值ΔG_n(n＝1，2，...，N)，其中，N為所述間隙變化標定值的個數；獲取本征柔性線圈在溫度變化標定值ΔT_m下對應于所述ΔG_n的阻抗變化標定值：ΔZ_n{[T₀+ΔT_m，G(0)]；[T₀+ΔT_m，G(0)+ΔG_n)]}；

2、數據轉換實現

獲取本征柔性線圈的電阻變化值ΔR，所述ΔR的大小為R[T(0)+ΔT]-R[T(0)]，其中，ΔT為待測的溫度變化值，R[T(0)]為本征柔性線圈在T(0)下的電阻值，R[T(0)+ΔT]為本征柔性線圈在[T(0)+ΔT]下的電阻值；獲取本征柔性線圈的阻抗變化值ΔZ，所述ΔZ的大小為Z{[T(0)+ΔT]，[G(0)+ΔG]}-Z[T(0)，G(0)]，其中，ΔG為待測的間隙變化值，Z[T(0)，G(0)]為本征柔性線圈在T(0)和G(0)下的阻抗值，Z{[T(0)+ΔT]，[G(0)+ΔG]}為本征柔性線圈在[T(0)+ΔT]和[G(0)+ΔG]下的阻抗值；