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

1、可溯源溫度傳感器動態(tài)校準的原理是利用準連續(xù)的激光使傳感器表面產(chǎn)生溫升，將輻射溫度計和被校準的傳感器同時對熱源進行測量。動態(tài)校準的原理現(xiàn)在廣泛用于熱工設備、動力機械、火箭發(fā)動機、核能工程等多種學科領(lǐng)域中。研究瞬態(tài)表面高溫傳感器動態(tài)校準的目的是，利用可溯源的、快速變化的溫度信號，檢測各溫度傳感器的動態(tài)響應時間等特性，并對測溫的結(jié)果進行修正，使它最后的數(shù)據(jù)結(jié)果更加接近于真實的溫度信號曲線，從而來達到減少動態(tài)響應誤差的目的。
　　針對目前

2、瞬態(tài)表面動態(tài)校準系統(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，會產(chǎn)生很大誤差，校準結(jié)果不準確，如果光斑太大，雖然受熱均勻，但系統(tǒng)響應時間增大，同樣造成校準結(jié)果不準確。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，消除了熱透鏡效應和球面像差，簡化了原光路系統(tǒng)，同時可以獲得質(zhì)量較好的光斑，對焦點的光斑形狀也比較寬容，可以通過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)更加簡便易行，并用ZEMAX軟件對其進行仿真。在數(shù)采系統(tǒng)中使用了4通道數(shù)據(jù)采集卡，可以同時對紅外探測器、熱電偶溫度傳感器測量，使采集速率更高，控制更加靈活。對新設計的基于離軸拋物面的瞬態(tài)校準系統(tǒng)進行了時間常數(shù)的測試實驗，通過實驗驗證了系統(tǒng)設計的可行性。根據(jù)對整個系統(tǒng)的布局，