一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法技术

本发明专利技术旨在提供一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法，以提高热流参数测量设备的测量精度，保证测量设备的可靠性、一致性、稳定性。高精度热流参数测量设备包括上位机、倍福控制器、冷却恒温箱、固定支架、两块测试传导块、两个热电偶、加热模块和热电发生器；设备的校准方法包括：步骤A：对两个热电偶进行校准；步骤B：建立热模型，通过两个材料不同但外形与被测产品一致的标定块装载至设备中进行测量获取基准数据，根据基准数据进行校准参数的计算，其中校准参数包括将输入电压转换为热流密度的比例系数S、被测产品界面层的热接触热阻R

【技术实现步骤摘要】
一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法


[0001]本专利技术涉及热学测量的
，特别涉及一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法。

技术介绍

[0002]目前穿戴式移动终端中很多都具备测温功能，其中做的非常好的就会同时具备包括周边（外部）环境温度测量和人体（内部）自身温度测量两个监测功能的存在。这两种不同的温度，是由同一模块（穿戴的电子设备）在测量同时测出，因此穿戴设备要分别精准的测量出两个温度，而这就要求内部两个热传感器相互之间不会受到热导影响，即人体穿戴时候的体温不会传导影响到环境温度传感器，相对环境温度也不会影响到人体温度传感器。因热流串扰的因素，目前国内穿戴设备测量人体温度同时又测量环境温度的产品不多见，而一些国外领先品牌的穿戴电子终端产品、智能手环等设备，新增了人体与环境温度同时监测的健康管理功能，针对这类智能穿戴设备的热流高精测量目前在国内还存在空缺。
[0003]现有的测量技术对人体穿戴设备温度的测量方法非常简单，一般分为两种，两种方法均采用热阻测试仪测量：一种方法是在室外环境下，仅是通过读取设备内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法，其特征在于：所述高精度热流参数测量设备包括上位机（1）、倍福控制器（2）、冷却恒温箱（3）、固定支架（4）和两块测试传导块（5），所述倍福控制器（2）与所述上位机（1）通讯连接，所述固定支架（4）设置在所述冷却恒温箱（3）内，两块所述测试传导块（5）设置在所述固定支架（4）内，被测产品设置在两块所述测试传导块（5）之间，两块所述测试传导块（5）靠近被测产品的端面上设置有通过导线与所述倍福控制器（2）连接的热电偶（TC），位于上方的所述测试传导块（5）的上端面设置有与所述倍福控制器（2）连接的加热模块（6）和热电发生器（7）；所述校准方法包括以下步骤：步骤A：对两个所述热电偶（TC）进行校准；步骤B：建立热模型，通过采用外形尺寸与被测产品一致的铝标定块和树脂塑料标定块装载至所述高精度热流参数测量设备中进行测量获取基准数据，并根据该基准数据进行校准参数的计算，其中校准参数包括将输入电压转换为热流密度的比例系数S、被测产品界面层的热接触热阻R
c
和因泄漏产生的热损耗Q
_LOSS
，从而对整个所述高精度热流参数测量设备的测量精度进行校准；所述步骤B包括以下细分步骤：步骤B1：准备两块外形结构尺寸与被测产品一致的铝标定块和树脂塑料标定块，计算铝标定块和树脂塑料标定块的热阻；步骤B2：用被测产品、铝标定块和树脂塑料标定块应用于热模型进行测量校准，实际测量过程中将存在因热泄漏和接触热阻引入的测量偏差，减去校准出来的偏差提高被测产品热参数测量精度；步骤B3：计算校准数据：读取所述热电发生器（7）的电压以及所述热电偶（TC）的温度值并进行计算、计算S参数值；步骤B4：将计算的各个校准参数应用于被测产品的实际测量中。2.根据权利要求1所述的一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法，其特征在于：所述步骤A包括以下细分步骤：步骤A1：首先准备一个恒温水槽（11）和一个温度校准仪表（12），将所述温度校准仪表（12）与所述上位机（1）连接，所述上位机（1）与所述倍福控制器（2）通讯连接，所述恒温水槽（11）与所述倍福控制器（2）连接，形成校准平台；步骤A2：将标定块和两块所述测试传导块（5）装入校准支架（13）并使标定块处在两块测试传导块（5）之间，再把需要校准的两个所述热电偶（TC）分别连接在两块测试传导块（5）上并通过导线与所述倍福控制器（2）连接；步骤A3：将校准支架（13）连同标定块和两块测试传导块（5）一同沉入所述恒温水槽（11）中；步骤A4：把所述温度校准仪表（12）的两个校准传感器（14）一上一下放入所述恒温水槽（11）中；步骤A5：设定所述恒温水槽（11）的温度；步骤A6：所述温度校准仪表（12）和两个所述热电偶（TC）读取温度；步骤A7：所述温度校准仪表（12）与两个热电偶（TC）的读取数值进行温差判定，判定成功则进行下一步骤，若判定失败则返回步骤A6；
步骤A8：记录所述温度校准仪表（12）及两个所述热电偶（TC）的温度值并确定校准是否完成，校准完成则进行下一步骤，校准未完成则返回步骤A5；步骤A9：写入校准值到所述上位机（1），进行数据上传，校准结束；步骤A10：将校准好的两个所述热电偶（TC）保持与所述倍福控制器（2）的连接，不拆装两个所述热电偶（TC）上的导线，再将两块所述测试传导块（5）安装在所述固定支架（4）相应的位置处。3.根据权利要求2所述的一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法，其特征在于：所述步骤A7中，在进行温度数值对比时，以所述温度校准仪表（12）的读取数值为基准，对两个所述热电偶（TC）的读取数值进行误差判断，并将两组读取数值进行最小二乘法后生成偏移因子，用于补偿所述热电偶（TC）的误差和测量环路中的非线性失真。4.根据权利要求3所述的一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法，其特征在于：所述步骤A5中，所述恒温水槽（11）通过所述倍福控制器（2）控制进行加热，设定温度采用循环控温法，温度设置过程如下：25℃
‑
30℃
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35℃
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40℃
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25℃
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30℃
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35℃
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40℃
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27℃
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32℃
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37℃
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结束，每个温度保持20分钟；所述步骤A6中，温度读取的方式为每个温度保持20分钟，每5秒钟读取一次。5.根据权利要求1所述的一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法，其特征在于：所述步骤B1中，铝标定块和树脂塑料标定块的热阻根据下列公式计算：，其中，A
avg
=0.5（A面区域+B面区域）。6.根据权利要求1所述的一种基于热电偶高精度热流参数测量设备的校准方法，其特征在于：所述步骤B2还包括：建立的热模型中，被测产品位于两块测试传导块（5）之间，被测产品的A面和B面分别与上方的测试传导块（5）接触及下方的测试传导块（5）接触，所述加热模块（6）的发热量Q
in
通过上方的测试传导块（5）传递至被测产品的A面再传递至被测产品，热量传递过程中在上方的测试传导块（5）中会出现热损耗Q
A_LOSS
和热泄漏Q
LEAKAGE
，同时下方的测试传导块（5）中具有热损耗Q
B_LOSS
；被测产品应用于热模型中进行校准，可推导出下列方程：（表达式1），（表达式2），，（表达式3），其中，R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海来，叶家健，刘军岭，康明勇，文艺锦，
申请(专利权)人：珠海市运泰利自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：