温度传感器薄膜的静态标定与动态标定

1、热敏电阻薄膜的标定

热敏电阻薄膜的标定采用动态升温法。首先在0℃下测量薄膜热电阻的阻值，然后将热敏电阻薄膜浸入到三甲基硅油液中，每当其温度达到某一预定值时便恒温20min，然后测取并记录薄膜的电阻值和油液的温度值，对各测点进行温度、电阻曲线拟合，即可得到热敏电阻薄膜的温度、阻值标定曲线。只要热敏电阻的灵敏度和所标定曲线的电阻率线性度和稳定性能满足设计要求，即可用于实际测量。

2、热电偶薄膜的标定

2.1 热电偶薄膜的静态标定

薄膜热电偶的静态标定在热电偶校验装置中进行。将薄膜热电偶放入管式炉中加热，炉温由标准Pt-Rh热电偶控制，热电偶冷端分别插入装有变压器油的试管中。试管置于有冰水混合物的冰瓶中，以保持冷端温度为0℃，依次每隔一定的温度，测出该温度下的热电动势。根据测点标定温度-电动势曲线，只要所研究的薄膜热电偶所标定的热电势曲线线性度和稳定性能满足设计使用要求，就可用做实际应用的温度测量传感器。所以一般在对瞬态温度精度要求不高的应用场合，只对薄膜热电偶进行静态标定。

2.2 热电偶薄膜的动态标定

由于薄膜热电偶和丝式热电偶结构、制作方式的差异，因此丝式热电偶的标准电动势不能作为判断薄膜热电偶的唯一标准。在对瞬态温度精度要求特别高的场合，静态标定薄膜热电偶必将产生较大的相对误差，满足不了使用要求。通常用时间常数τ来评价薄膜热电偶的动态特性。τ定义为被测介质温度与热偶薄膜热结点温度之差除以热结点温度的变化率，数值上等于测量温度上升至整个阶跃的63%所需要的时间，它与热偶的结构及被测物体的状态有关。显然τ越小。则动态响应越快，测量误差越小。由于薄膜热电偶的时间常数很小（微秒量级），用一般的温升法很难测定。传统的对普通热电偶进行动态标定的方法（阶跃信号法、脉冲信号法和斜坡信号法）由于很难产生与薄膜热电偶动态特性相适应的温度阶跃信号的前沿而不适用。迄今为止，对薄膜热电偶的动态标定尚没有统一的方法，目前常用的方法是将薄膜热电偶等效为一个一阶系统。由于激光可以在材料表面产生非常快的瞬时温升，所以目前不少研究者已将其用于薄膜热电偶的动态标定。由于激光束与材料的相互作用是极其复杂的瞬态过程，要使材料表面产生规则的温度波形是极其困难的。因此，若将薄膜热电偶等效为一阶系统，并从动态标定上直接获取时间常数τ时，存在着一定的误差。本文源自泽天传感，版权所有，转载请保留出处。