[发明专利]一种温度传感器动态响应校准装置及阶跃时间测量方法

说明书

本发明公开了一种温度传感器动态响应校准装置及阶跃时间测量方法，包括恒温恒速水槽、支撑架、机械臂、数据记录仪；所述支撑架套装在恒温恒速水槽上方，机械臂安装在支撑架上；所述机械臂底端安装有温度传感器，温度传感器通过引出线与数据记录仪连接；所述恒温恒速水槽包括旋转筒体和静置筒体，旋转筒体套装在静置筒体外部；所述数据记录仪设置有第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，第一导线设置在恒温恒速水槽中，第二导线与温度传感器相连，第三导线与支撑架相连，第四导线与机械臂相连；本发明能够对温度传感器进行动态响应校准，准确测量产生阶跃温度的时间，判断温度阶跃时间与传感器时间常数的关系，保证校准结果有效。

技术领域

本发明涉及温度传感器动态响应校准技术领域，具体为一种温度传感器动态响应校准装置及阶跃时间测量方法。

背景技术

接触式温度传感器在测量温度变化较快的流体温度时，一般不能立刻反应被测温度，需要一定的时间才能达到热平衡状态。只有当温度传感器与被测流体达到热平衡时，传感器反应的温度值才是被测流体的温度。传感器的动态响应特性是指温度传感器的温度与被测介质温度增量之间的关系。在实际校准中，常用热响应时间来描述温度传感器对阶跃温度的响应。热响应时间是指流体温度出现阶跃变化时，温度传感器的输出温度变化到相当于该流体温度阶跃量的某个规定百分数时所需要的时间，达到阶跃温度量的63.2％所需要的时间称为时间常数。

温度传感器动态响应校准，即传感器热响应时间校准过程主要包括：产生稳定的校准工况(稳定的速度场、温度场)；使温度传感器接受温度阶跃激励；由测试系统采集被校传感器对阶跃的响应信号，计算出热响应时间。

温度阶跃系统是为了给被校传感器提供一个定量的温度突变。按照校准工况所规定的温度阶跃量，给温度传感器加温度阶跃。我国计量技术规范JJF1049-1995《温度传感器动态响应校准》中规定，产生温度阶跃所需的时间，应小于被校准传感器时间常数的10％，校准结果才有效。

现有技术中，如我国公布的一项发明专利《裸露式热电偶动态响应时间测量装置》，申请号201611250738.9，该发明“利用气压推动冲击气缸活塞杆运动，使裸露式热电偶沿着水平方向快速插入高温球形黑体炉内，减少了裸露式热电偶的运动时间，减小了裸露式热电偶动态响应时间的测量误差。”未对产生温度阶跃的时间进行测量，产生温度阶跃所需的时间，不能确定是否小于被校传感器时间常数的10％，因而校准结果是否有效，值得怀疑。。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度传感器动态响应校准装置及阶跃时间测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种温度传感器动态响应校准装置及阶跃时间测量方法，包括恒温恒速水槽、支撑架、机械臂、数据记录仪；所述支撑架套装在恒温恒速水槽上方，机械臂安装在支撑架上；所述机械臂底端安装有温度传感器，温度传感器通过引出线与数据记录仪连接；所述恒温恒速水槽包括旋转筒体和静置筒体，旋转筒体套装在静置筒体外部；所述数据记录仪设置有第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，第一导线设置在恒温恒速水槽中，第二导线与温度传感器相连，第三导线与支撑架相连，第四导线与机械臂相连。

优选的，所述旋转筒体底端设置有滚珠支盘，滚珠支盘固定在地面上；在滚珠支盘内侧设置有齿轮盘，与齿轮盘相配合设置有第一齿轮，第一齿轮安装在第一电机上。

优选的，所述静置筒体上固定有加热棒，加热棒沿着静置筒体均匀设置有多根；所述旋转筒体和静置筒体的连接处设置有橡胶密封条。

优选的，所述支撑架包括滚珠螺母座、电连接台、滚珠丝杆、手轮，所述滚珠丝杆一端固定在支撑架上，另一端从支撑架上穿出，且固定安装有手轮；所述滚珠螺母座套装在滚珠丝杆上，且与滚珠丝杆相互配合；所述电连接台固定在支撑架侧面，且第三导线与电连接台相互连接。