温度传感器响应一致性标定测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种温度传感器响应一致性标定测试系统，包括：大功率二氧化碳激光器1、导光管2、光学反射金属碗3、光学平面反射镜4、测试平台机构5、真空仓6和待标定温度传感器7，所述真空仓6置于所述测试平台机构5上，所述真空仓6中设置有光学反射金属碗3、光学平面反射镜4及待标定温度传感器7，所述大功率二氧化碳激光器1与导光管2连接。本发明专利技术保证了对待测温度传感器的温度响应曲线的输入变量保持一致，进而绘制的温度响应曲线只收温度传感器本身的特性影响，排除了外界环境对其的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学测试
，尤其涉及一种。
技术介绍
温度传感器检测领域中，传统的热电偶温度传感器的标定方法是采用动态标定装置或者静态标定装置，其原理为将待标定的热电偶温度传感器冷端放置与装有冰水混合物的保温瓶内，以保持冷端温度为0°C，热端放入恒温器中，并且冷热端与电位差计连成回路，通过调节恒温箱的温度，读出对应点的电位计的热电势值El，E2, E3,……En，同时记录在表中，以得到一系列的温度和热电势的对应值，及标定值。最终以热电势E为纵坐标，温度t为横坐标作出一条标定的热电偶特性曲线。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种温度传感器响应一致性标定测试方法，用以解决传统的热电偶温度传感器的标定方法采用动态标定装置或者静态标定装置进行测试时存在的环境影响问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的:本专利技术提供了一种温度传感器响应一致性标定测试系统，包括:大功率二氧化碳激光器1、导光管2、光学反射金属碗3、光学平面反射镜4、测试平台机构5、真空仓6和待标定温度传感器7，所述真空仓6置于所述测试平台机构5上，所述真空仓6中设置有光学反射金属碗3、光学平面反射镜4及待标定温度传感器7，所述待测温度传感器7放置在所述光学反射金属碗3的焦点F1点上，所述光学平面反射镜4放置在所述光学反射金属碗3的焦点F2点上，所述大功率二氧化碳激光器1与导光管2连接，使得所述大功率二氧化碳激光器1发射的激光光束经过反射后，透过所述光学金属反射碗3的入射光阑孔后照射至所述光学反射金属碗3的焦点F1点，然后经过多次反射均匀照射至所述光学反射金属碗3的焦点F2上。进一步地，所述大功率二氧化碳激光器1的额定功率为3000W，脉冲频率为0?1000Hz，功率稳定性氺±2%。进一步地，所述光学反射金属碗3的镀金属膜的反射率术98%。进一步地，所述光学平面反射镜4直径Φ 5mm，面型精度指标RMS氺λ /10，镀金属膜的反射率术98%。进一步地，所述测试平台机构5的位置定位精度公差氺0.5mm。进一步地，所述真空仓6真空度> 0.7MPa，内径不小于40mm。本专利技术还提供了一种用于温度传感器一致性的标定方法，利用上述标定系统，大功率二氧化碳激光器发射激光光束经过导光管传播，激光光束透过光学金属反射碗的入射光阑孔后照射至光学反射金属碗的焦点F1点，然后经过多次反射均匀照射至反射金属碗的焦点F2，所述方法包括:控制大功率二氧化碳激光器发射激光功率为恒定值，利用大功率二氧化碳激光器发射激光对编号i的温度传感器分别进行加热，其中i = 1,2……，激光器开始工作为t。时亥IJ，激光器加热时间时长为t(s)，因此激光器结束工作为(h+t)时刻；采集大功率二氧化碳激光器的同步触发信号，当激光器开始工作t。时刻，数据同步采集处理系统也开始进行数据采集，每秒采集η个温度数据，数据采集时间为2 X t，共采集{2t(s)Xn(个/s)}个数据；针对采集的数据进行分析，标号i的温度传感器其t。时刻的温度为，在(tQ+t)时刻的温度为Τ#?，当激光器停止加热后，温度传感器由于具有响应弛豫时间，会继续升温至最大值Ig大后，然后降温，规定温度传感器温度最大值Ig大为(ta+t+tj时刻，因此温度传感器的响应速率p = (T中间;温度传感器响应弛豫时间为t，通过阈值判别法，将温度传感器的响应速率及温度传感器响应弛豫时间不满足要求的温度传感器剔除，进而实现同一组中i个温度传感器响应一致性标定工作。进一步地，所述阈值判别法是指对于测试一组温度传感器的响应速率p和响应弛豫时间为^分别求平均值，如果某一温度传感器的响应速率P或响应弛豫时间为t i与对应的平均值的差值，大于预定的差值，则判定该温度传感器存在问题，即剔除该温度传感器。本专利技术有益效果如下:本专利技术保证了对待测温度传感器的温度响应曲线的输入变量保持一致，进而绘制的温度响应曲线只收温度传感器本身的特性影响，排除了外界环境对其的影响。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。【附图说明】附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表不相同的部件。图1为本专利技术实施例所述标定系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述系统中，光学反射金属碗以及待测温度传感器和光学平面反射镜的位置关系示意图。【具体实施方式】下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。首先结合附图对本专利技术实施例所述系统进行详细说明。如图1所示，图1为本专利技术实施例所述标定系统的结构示意图，具体可以包括??大功率二氧化碳激光器1、导光管2、光学反射金属碗3、光学平面反射镜4、测试平台机构5、真空仓6和待标定温度传感器7，真空仓6置于测试平台机构5上，真空仓6中设置有光学反射金属碗3、光学平面反射镜4及待标定温度传感器7，待测温度传感器7放置在光学反射金属碗3的焦点F1点上，光学平面反射镜4放置在光学反射金属碗3的焦点F2点上，大功率二氧化碳激光器1与导光管2连接，使得大功率二氧化碳激光器1发射的激光光束经过反射后，透过光学金属反射碗3的入射光阑孔后照射至光学反射金属碗3的焦点F1点，然后经过多次反射均匀照射至光学反射金属碗3的焦点F2上。其中，大功率二氧化碳激光器1的额定功率为3000W，保证对温度传感器的有效加热所需要的激光照射能量要求，脉冲频率为0?1000Hz，实现对激光器输出功率的稳定控制，功率稳定性> ±2%，保证激光输出能量的以此使用过程中的稳定性，的导光管将激光器输出的激光光路改变，使得激光光束照射进入光学金属反射碗的通光光阑孔；光学反射金属碗2的椭球曲面方程，在特定角度(根据经验一般为12度到15度之间)方向开一个通光光阑孔，镀金属膜的反射率术98 %，高反射膜层保证激光能够充分的多次反射最终照射至待标定温度传感器的待加热表面，光学平面反射镜3直径Φ 5mm，面型精度指标RMS > λ/10，镀金属膜的反射率术98%，高反射膜层保证反射后能充分照明温度传感器的带加热表面，专用测试平台机构4的位置定位精度公差> 0.5mm，保证光束传输后能够从光学反射金属碗的入射光阑孔的中心照射进入光学金属反射碗，小型真空管5真空度> 0.7MPa，内径不小于40mm。如图2所示，图2为光学反射金属碗以及待测温度传感器和光学平面反射镜的位置关系示意图，将待测温度传感器放置在光学反射金属碗的焦点F1点，将光学平面反射镜放置在光学反射金属碗的焦点F2点，此种设计避免了如下现象:温度传感器吸收率的差异是由同一种材料表面形貌的不同造成的。目前使用的高温合金材料吸收率仅为0.2到0.3之间，即入射激光辐射能量的大部分未被传感器吸收，而是被反射出去而损失掉了。经试验表明，同一批次高温合金的吸收率偏差最大为0.06，相对0.24的平均值，其相对偏差为25%,也就是说对于同一激光辐射源，不同的传感器表面吸收到的加热功率可相差25%。显然解决吸收功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度传感器响应一致性标定测试系统，其特征在于，包括：大功率二氧化碳激光器(1)、导光管(2)、光学反射金属碗(3)、光学平面反射镜(4)、测试平台机构(5)、真空仓(6)和待标定温度传感器(7)，所述真空仓(6)置于所述测试平台机构(5)上，所述真空仓(6)中设置有光学反射金属碗(3)、光学平面反射镜(4)及待标定温度传感器(7)，所述待测温度传感器(7)放置在所述光学反射金属碗(3)的焦点F1点上，所述光学平面反射镜(4)放置在所述光学反射金属碗(3)的焦点F2点上，所述大功率二氧化碳激光器(1)与导光管(2)连接，使得所述大功率二氧化碳激光器(1)发射的激光光束经过反射后，透过所述光学金属反射碗(3)的入射光阑孔后照射至所述光学反射金属碗(3)的焦点F1点，然后经过多次反射均匀照射至所述光学反射金属碗(3)的焦点F2上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜继东，孙红胜，李世伟，
申请(专利权)人：北京振兴计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11