一種熱敏電阻動態(tài)特性測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種測量裝置，具體設(shè)及一種熱敏電阻動態(tài)特性測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬細(xì)絲熱敏電阻主要應(yīng)用于對溫度精確快速測量的領(lǐng)域，尤其在大氣端流測量 方面，其最小的溫度分辨率可達(dá)〇.〇〇2°C，最高響應(yīng)頻率可達(dá)百化W上。其動態(tài)特性主要由 3地響應(yīng)頻率f3dB和熱時(shí)間常數(shù)T來表征，二者的關(guān)系如
表示，其中，f3dB為 熱敏電阻的3地響應(yīng)頻率，T為熱敏電阻的熱時(shí)間常數(shù)，為熱敏電阻在階躍溫度激勵下，從初 始溫度To達(dá)到階躍溫度Te的63.2%所用的時(shí)間。
[0003] 對于普通溫度傳感器，其動態(tài)特性的測量通常采用電加熱、恒溫槽或風(fēng)桐來產(chǎn)生 一個(gè)溫度的跳變，其缺點(diǎn)是產(chǎn)生的階躍溫度跳變沿較慢、實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較高、測量不確定度較 大，只適用于響應(yīng)速度較慢的溫度傳感器動態(tài)特性測量，對于熱時(shí)間常數(shù)為毫秒甚至亞毫 秒量級的熱敏電阻，其動態(tài)特性測量目前尚沒有成熟的設(shè)備或裝置。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種熱敏電阻動態(tài)特性 測量裝置，該裝置能夠快速、準(zhǔn)確測量熱敏電阻的熱時(shí)間常數(shù)。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述的熱敏電阻動態(tài)特性測量裝置熱敏電阻動態(tài)特 性測量裝置，其特征在于，包括激光器、光纖準(zhǔn)直器、光束勻化擴(kuò)束器、吸收屏、數(shù)據(jù)采集器、 W及用于將吸收屏表面散射的激光轉(zhuǎn)換為電壓信號的光電探測器；
[0006] 激光器發(fā)出的激光脈沖經(jīng)光纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直、光束勻化擴(kuò)束器均化后形成均勻光 斑，待測量的熱敏電阻位于所述均勻光斑內(nèi)，所述均勻光斑一部分被熱敏電阻吸收，另一部 分照射到吸收屏上被吸收屏吸收，熱敏電阻的兩端及光電探測器的輸出端均與數(shù)據(jù)采集器 的輸入端相連接。
[0007] 還包括光導(dǎo)放大器，熱敏電阻的兩端與光導(dǎo)放大器的輸入端相連接，光導(dǎo)放大器 的輸出端與數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連接。
[000引光電探測器的輸出端通過光伏放大器與數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連接。
[0009] 所述數(shù)據(jù)采集器為雙通道數(shù)據(jù)采集器。
[0010] 所述吸收屏為石墨吸收屏。
[0011] 所述光導(dǎo)放大器包括第一電阻、第二電阻、儀表放大器、第一電位器、第二電位器 及電源，第一電阻的一端及第二電阻的一端均與正電源相連接，儀表放大器上的引腳3與第 一電阻的另一端及第一電位器的一端相連接，儀表放大器上的引腳2與第二電阻的另一端 及待測量的熱敏電阻的一端相連接，第一電位器的另一端及待測量的熱敏電阻的另一端接 地，儀表放大器上的引腳7及引腳4分別接正電源及負(fù)電源，儀表放大器上的引腳5接地，儀 表放大器上的引腳1經(jīng)第二電位器與儀表放大器上的引腳8相連接，儀表放大器上的引腳6 與數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連接。
[0012] 所述光伏放大器包括第=電阻、第四電阻及運(yùn)算放大器，光電探測器的負(fù)極與正 電源相連接，運(yùn)算放大器的同相輸入端與光電探測器的正極及第=電阻的一端相連接，第 =電阻的另一端接地，運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)第四電阻與運(yùn)算放大器的輸出端相連 接，運(yùn)算放大器的正電源輸入端及負(fù)電源輸入端分別與正電源及負(fù)電源相連接，運(yùn)算放大 器的輸出端與數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連接。
[0013] 本實(shí)用新型具有W下有益效果：
[0014] 本實(shí)用新型所述的熱敏電阻動態(tài)特性測量裝置在測量過程中，通過將激光器發(fā)出 的激光脈沖準(zhǔn)直及均化后福射到光敏電阻的側(cè)面，使光敏電阻升溫后達(dá)到熱平衡，然后利 用激光脈沖的下跳沿引起的降溫過程來測量熱敏電阻的熱時(shí)間常數(shù)，具有較高的測量精 度。同時(shí)測量的速度較快。激光器恒功率輸出激光脈沖的時(shí)間寬度可調(diào)范圍較大，運(yùn)行成本 較低，同時(shí)激光脈沖的功率可W達(dá)到千瓦級，跳變沿可達(dá)到幾十微秒級，因此對熱敏電阻的 熱時(shí)間常數(shù)測量精度較高，并且速度快，能夠適用于熱時(shí)間常數(shù)為毫秒或亞毫秒熱敏電阻 的動態(tài)特性測量。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為實(shí)施例一中用于大氣溫度脈動測量的金屬細(xì)絲熱敏電阻4傳感器的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0017] 圖3為本實(shí)用新型中光導(dǎo)放大器8的電路圖；
[0018] 圖4為本實(shí)用新型中光伏放大器9的電路圖；
[0019] 圖5為本實(shí)用新型中直徑為20曲1、長度為2cm鶴絲的熱時(shí)間常數(shù)測量的波形圖；
[0020] 圖6為本實(shí)用新型中直徑為IOwik長度為2cm鶴絲的熱時(shí)間常數(shù)測量的波形圖；
[0021] 圖7為本實(shí)用新型中直徑為祉m、長度為2cm鶴絲的熱時(shí)間常數(shù)測量的波形圖。
[0022] 其中，1為激光器、2為光纖準(zhǔn)直器、3為光束勻化擴(kuò)束器、4為熱敏電阻、5為光斑、6 為吸收屏、7為光電探測器、8為光導(dǎo)放大器、9為光伏放大器、10為數(shù)據(jù)采集器。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0024] 參考圖1，本實(shí)用新型所述的熱敏電阻動態(tài)特性測量裝置包括激光器1、光纖準(zhǔn)直 器2、光束勻化擴(kuò)束器3、吸收屏6、數(shù)據(jù)采集器10、W及用于將吸收屏6表面散射的激光轉(zhuǎn)換 為電壓信號的光電探測器7;激光器1發(fā)出的激光脈沖經(jīng)光纖準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直、光束勻化擴(kuò)束器 3均化后形成均勻光斑5,待測量的熱敏電阻4位于所述均勻光斑5內(nèi)，所述均勻光斑5-部分 被熱敏電阻4吸收，另一部分照射到吸收屏6上被吸收屏6吸收，熱敏電阻4的兩端及光電探 測器7的輸出端均與數(shù)據(jù)采集器10的輸入端相連接。
[0025] 需要說明的是，本實(shí)用新型還包括光導(dǎo)放大器8,熱敏電阻4的兩端與光導(dǎo)放大器8 的輸入端相連接，光導(dǎo)放大器8的輸出端與數(shù)據(jù)采集器10的輸入端相連接;光電探測器7的 輸出端通過光伏放大器9與數(shù)據(jù)采集器10的輸入端相連接;數(shù)據(jù)采集器10為雙通道數(shù)據(jù)采 集器;吸收屏6為石墨吸收屏;光導(dǎo)放大器8包括第一電阻、第二電阻、儀表放大器、第一電位 器、第二電位器及電源，第一電阻的一端及第二電阻的一端均與正電源相連接，儀表放大器 上的引腳3與第一電阻的另一端及第一電位器的一端相連接，儀表放大器上的引腳2與第二 電阻的另一端及待測量的熱敏電阻4的一端相連接，第一電位器的另一端及待測量的熱敏 電阻4的另一端接地，儀表放大器上的引腳7及引腳4分別接正電源及負(fù)電源，儀表放大器上 的引腳5接地，儀表放大器上的引腳1經(jīng)第二電位器與儀表放大器上的引腳8相連接，儀表放 大器上的引腳6與數(shù)據(jù)采集器10的輸入端相連接;光伏放大器9包括第=電阻、第四電阻及 運(yùn)算放大器，光電探測器7的負(fù)極與正電源相連接，運(yùn)算放大器的同相輸入端與光電探測器 7的正極及第=電阻的一端相連接，第=電阻的另一端接地，運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)第 四電阻與運(yùn)算放大器的輸出端相連接，運(yùn)算放大器的正電源輸入端及負(fù)電源輸入端分別與 正電源及負(fù)電源相連接，運(yùn)算放大器的輸出端與數(shù)據(jù)采集器10的輸入端相連接。
[00%]本實(shí)用新型