基于CO2激光器和離軸拋物反射面的溫度傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)技術(shù)的研究.pdf

1、可溯源溫度傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的原理是利用準(zhǔn)連續(xù)的激光使傳感器表面產(chǎn)生溫升，將輻射溫度計(jì)和被校準(zhǔn)的傳感器同時(shí)對(duì)熱源進(jìn)行測(cè)量。動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的原理現(xiàn)在廣泛用于熱工設(shè)備、動(dòng)力機(jī)械、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核能工程等多種學(xué)科領(lǐng)域中。研究瞬態(tài)表面高溫傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的目的是，利用可溯源的、快速變化的溫度信號(hào)，檢測(cè)各溫度傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間等特性，并對(duì)測(cè)溫的結(jié)果進(jìn)行修正，使它最后的數(shù)據(jù)結(jié)果更加接近于真實(shí)的溫度信號(hào)曲線，從而來(lái)達(dá)到減少動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差的目的。
　　針對(duì)目前

2、瞬態(tài)表面動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)中激光光斑的大小不可調(diào)：如果被校傳感器探頭上的激光光斑太小，則傳感器受熱不均勻，會(huì)產(chǎn)生很大誤差，校準(zhǔn)結(jié)果不準(zhǔn)確，如果光斑太大，雖然受熱均勻，但系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間增大，同樣造成校準(zhǔn)結(jié)果不準(zhǔn)確。這樣就不能保證傳感器或微結(jié)構(gòu)被均勻加熱。使用示波器采集數(shù)據(jù)采集長(zhǎng)度太小，速率太低等存在的弊端，本論文提出了基于離軸拋物反射面的瞬態(tài)表面溫度校準(zhǔn)系統(tǒng)，其原理是先用平面鏡將激光反射至離軸拋物面鏡子表面，再由此鏡聚焦激光光束，相比使用單透鏡而

3、言，消除了熱透鏡效應(yīng)和球面像差，簡(jiǎn)化了原光路系統(tǒng)，同時(shí)可以獲得質(zhì)量較好的光斑，對(duì)焦點(diǎn)的光斑形狀也比較寬容，可以通過(guò)改變焦距的大小從而改變光斑及其峰值功率的大小，使調(diào)節(jié)更加簡(jiǎn)便易行，并用ZEMAX軟件對(duì)其進(jìn)行仿真。在數(shù)采系統(tǒng)中使用了4通道數(shù)據(jù)采集卡，可以同時(shí)對(duì)紅外探測(cè)器、熱電偶溫度傳感器測(cè)量，使采集速率更高，控制更加靈活。對(duì)新設(shè)計(jì)的基于離軸拋物面的瞬態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行了時(shí)間常數(shù)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。根據(jù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的布局，