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红外线温度传感器的设计与实现

时间:2009-03-02 18:47来源: 作者: 点击:
本文介绍了一种新型的红外线温度传感器的测量原理、设计制作和实验结果。其基本机构是利用高糈度红外位移传感器测量随温度的变化热膨胀系数较大的有机玻璃长度.我们通过运用
  
    在实验中,我们将灯泡打开控制功率为IW,约25分钟后达到60℃,由于升温过程较快,所以我们选用降温过程进行测量。约30分钟后温度达到50℃,2小 时后达到室温(28℃)。由于温度变化所对应的电压变化比较剧烈。测量选用的温度变化控制在40℃-39.905℃。每次当石英温度计的读数改变 0.005℃时,便读取相应的电压数据,最终得到的电压数据以及石英温度计的测量温度如表1。

表1 温度——电压测量数据表
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    从表1中数据我们进行线性拟合,其曲线和拟合方程结果如下:
   
    线性拟合方程式为:T=39.949+(-0.00926)*V,R=-0.99863。从图2中我们可以看到,其线性度还足比较好的,尽管在有些地方出现了小的波动。
   
    其中传感器的灵敏度为: k=ΔLT/ΔLV=9.26×10-5℃/mV,比较现行的其它温度传感器,我们可以看到,其灵敏度较石英温度计下降一个数量级。而且其线性度比较好,从结构来看设备相对简单,成本低,适用范围广泛,而且特别适合需要精密测量温度的环境。

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图1 整叶实验装置结构图

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图2 温度——电压拟合曲线

    4、总结
   
    从整个的传感器的设计和实现过程中,我们发现由于选用材料的复杂性和性能指数的稳定性,对实验的结果造成的一定的影响,不过今后我们将选用线性度好和膨胀 系数高的新型材料,我们有理由相信这种新型的红外温度传感器的精度将进一步提高。当然另一方面由于位移传感器的分辨率的限制,这种新型的温度传感器在温度 变化较大的环境中还有些不足,当就我们常用的工作和实验环境而言,它完全可以取代传统的温度计.从这种角度来说其应用前景时比较广阔的。

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