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红外线温度传感器的设计与实现

红外线温度传感器的设计与实现

点击数:7148 次   录入时间:03-04 11:46:02   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术
  我们将设计好的温度传感器与灵敏度为0.001℃的石英温度计放入一个铜制的匣子里,并且尽可能将两者接近,这样减少两者间的环境温度差别。同时放置一个用黑盒子包裹的功率为1W 的灯泡给匣子进行加热。采用黑盒子是为了减少匣子内背景光对红外位移传感器的影响。实验中我们的数据采集是利用PCL- 71IB数据采集卡。PCL-711B是一块具有高性能、高速度、多功能的数据转换卡,它适用于现行的IBM PC或其它兼容计算机。它的高性能、丰富的软件支持以及多种功用,使得PCL-71IB成为了工业应用和实验设备的理想选择。我们利用其A/D转换功能并结合串口通讯将数据输入到PC机进行后期处理。

  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,

 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。

 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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