溫度是關(guān)于物體冷熱的一種物理上的變量,在日常的生產(chǎn)生活中經(jīng)常會(huì)碰見(jiàn)關(guān)于溫度的測(cè)量與控制的問(wèn)題,尤其是當(dāng)溫度在的時(shí)間內(nèi)的變化的時(shí)候?qū)y(cè)量就有很高的要求,這對(duì)溫度傳感器也就提出了的要求,溫度傳感器的動(dòng)態(tài)特征也就成為了研究的方向。
動(dòng)態(tài)特征具體指的是溫度傳感器中輸出溫度增加的量和被測(cè)量的溫度增加的量之間的一種函數(shù)關(guān)系,如果輸入溫度與輸出溫度之間的變化相同的話則是理想化的溫度傳感器的體現(xiàn)。但是在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中這是不可能的,所以要盡量減小這種差距,使得被測(cè)量的溫度隨著短暫時(shí)間的變化能夠被的測(cè)量出來(lái)。
一、溫度傳感器的改進(jìn)方法分析
世界各國(guó)對(duì)于改進(jìn)溫度傳感器的動(dòng)態(tài)特性的方法都重視,因?yàn)槿绻麥囟葌鞲衅髟趧?dòng)態(tài)的響應(yīng)方面做得不夠充分,就不可能被測(cè)溫度的真實(shí)數(shù)據(jù)和變化。所以要對(duì)這種動(dòng)態(tài)特性的改進(jìn)方法進(jìn)行研究。
1、在結(jié)構(gòu)參數(shù)上的改變
這種方法在具體的實(shí)踐中指的就是通過(guò)縮小溫度傳感器的體型以及各種測(cè)量溫度的傳感器配件的規(guī)模,使得溫度傳感器能夠有的動(dòng)態(tài)特性。例如,薄膜溫度傳感器的出現(xiàn)就是很好的實(shí)例,這種傳感器的特點(diǎn)就是熱接點(diǎn)的厚度一般只有幾微米,所以其具有靈敏度很高、反應(yīng)時(shí)間較短的特性,對(duì)于物體的溫度瞬間變化的測(cè)量起到了很好的效果了廣泛的應(yīng)用。這種薄膜溫度傳感器初是由德國(guó)人研制出來(lái)的,后來(lái)又經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新。我們國(guó)內(nèi)相關(guān)的研究人員也研究出了相應(yīng)的薄膜傳感器,但是在使用范圍擴(kuò)大的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),薄膜溫度傳感器不能夠普遍的使用,只能夠在一些特定的場(chǎng)合下才可以使用。此外還存在著成本過(guò)于高昂、使用年限短的缺點(diǎn)等等。
2、不同的溫度敏感元件的選用
溫度敏感元件根據(jù)不同的測(cè)量溫度的方法可以分為接觸式與非接觸式的兩種,但是非接觸式的溫度敏感元件還是了廣泛的應(yīng)用,因?yàn)闇囟让舾性粫?huì)與被測(cè)量溫度的對(duì)象直接接觸,所以不僅不會(huì)對(duì)原有的溫度進(jìn)行破壞還可以測(cè)量高的溫度,此外,還擁有檢測(cè)的時(shí)間段、檢測(cè)時(shí)的反應(yīng)等等的優(yōu)點(diǎn),近幾年來(lái)非接觸式的溫度傳感器了的發(fā)展,例如輻射溫度計(jì)以及光學(xué)溫度計(jì)等。但是,這種方式也是存在缺點(diǎn)的,在測(cè)試溫度與被測(cè)試的溫度之間差距很大的時(shí)候,由于不直接與被測(cè)物接觸所以很難進(jìn)行測(cè)量工作,同時(shí)非接觸式由于要利用其他的科技花費(fèi)的成本自然也會(huì)較高。
3、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器的選用
動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法對(duì)于溫度傳感器的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)工藝的改進(jìn)具有重要的意義,因?yàn)檫@種方式可以使得溫度傳感器獲得很好的動(dòng)態(tài)特征,在具體的實(shí)踐中就通過(guò)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),可以使用軟件構(gòu)成數(shù)字濾波器以及模擬電路的模擬濾波器,模擬濾波器的穩(wěn)定性通常不會(huì)很好,會(huì)存在有的誤差。數(shù)字濾波器首先需要進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,但是劍魔也會(huì)帶來(lái)的誤差與不確定性。隨意在涉及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器上也在進(jìn)行不斷的改進(jìn)和發(fā)展,提倡不進(jìn)行數(shù)學(xué)建模直接進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)補(bǔ)償法。
二、軟測(cè)量方法的研究
1、原理的分析
軟測(cè)量技術(shù)就是選擇出一組與主導(dǎo)的變量有著密切的關(guān)系又會(huì)比較好測(cè)量的變量,這就是輔助變量。然后再找出主導(dǎo)變量與輔助變量之間的關(guān)系,用計(jì)算機(jī)對(duì)主導(dǎo)變量作出估算,這就是軟測(cè)量的模型。它的核心就是確定出容易測(cè)出的變量,然后構(gòu)建出軟測(cè)量的模型在對(duì)這種模型進(jìn)行計(jì)算的方法。溫度傳感器在進(jìn)行實(shí)際的測(cè)算過(guò)程中,感覺(jué)溫度處的溫度變化的速度相對(duì)較為緩慢,這也就是溫度傳感器的輸出溫度比較容易進(jìn)行測(cè)量。這種軟測(cè)量的方式就是由變化緩慢的溫度推算出相對(duì)變化較快的溫度,這種方式能夠很好地溫度傳感器的動(dòng)態(tài)特性。
2、軟測(cè)量方式的優(yōu)點(diǎn)
在傳統(tǒng)的方法中,如果測(cè)量的溫度比較高測(cè)量的溫度變化又很快的時(shí)候,溫度傳感器如果達(dá)不到指標(biāo)就會(huì)換溫度傳感器。采用軟測(cè)量技術(shù)之后就可以溫度傳感器的動(dòng)態(tài)特性,對(duì)于動(dòng)態(tài)性能不達(dá)標(biāo)的溫度傳感器就不需要換傳感器了,只需要記下溫度變化相對(duì)緩慢、容易測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)就可以了。這種方式及簡(jiǎn)化了測(cè)量的時(shí)間又地節(jié)約了成本,對(duì)于溫度傳感器的動(dòng)態(tài)特性具有重要的意義,克服了上述的幾種改進(jìn)方法的不足,對(duì)于溫度的測(cè)量方面作出了很大的貢獻(xiàn)。
隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展對(duì)于溫度的測(cè)量方法上面也作出了巨大的改進(jìn),尤其是現(xiàn)在對(duì)于測(cè)量的溫度很高又在瞬間不斷變化的變量的時(shí)候,對(duì)溫度傳感器就提出了的要求。溫度傳感器的動(dòng)態(tài)特性就成為了研究的方向,出現(xiàn)的幾種測(cè)量的方式都是存在著優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的,現(xiàn)在提出的軟測(cè)量方法就很好的解決了幾種方法的缺點(diǎn)又節(jié)約了成本,在未來(lái)可以進(jìn)行廣泛的研究和使用。