图2-1系统总体框架图
2.2热电势与温度非线性拟合原理
用最小二乘法对铜-康铜热电偶分度表进行曲线拟合(在文章下面具体阐述选择该热电偶的原因),拟合温度范围从0℃到热电偶所要测量的最高温度TMAX,拟合结点的间隔为1℃,温度为整数值时,对应的热电动势和温度值为已知数据,拟合结点的最大拟合误差要求小于0.3℃。
拟合理论:    
设温度T与热电功势E之间的函数关系为 ,取 ℃(n=0,1,2,3…),与Tn相对应的热电功势为En(En可由热电偶分度表查得)。由此得到一组数据(E0,T0),(E1,T1),(E2,T2)…(En,Tn)。
用多项式作为拟合函数,对n+1个结点进行拟合,所得的m次多项式fm(E)作为函数 的近似表达式,即:

式中, 为常数。根据最小二乘法原理,即要确定(1)中(j=0,1,2,…,m),使在(i=0,1,2,…,n)各点处,(E)对T(E)误差平方和为最小,即:
                       (2)
并要求
                                                      (3)
将公式(2)对 进行求导可得方程组(4)
由上面可得:
 )                            (5)
根据上面求得的公式(5),将公式中的每个项通过相应的硬件电路来实现,最终通过运算放大器将各个项汇总相加即可得到最后的结果。
本课题所测量对象的温度不超过130℃,因此在0℃~130℃内对铜-康铜热电偶进行非线性拟合,即可满足要求。
其最终拟合计算的结果如表2-1:
表2-1 拟合曲线的参数表
温度(℃)    多项式形式(℃)    符号意义
0~130    
 对于本实验来说,精度稳定在1℃以下就可达到实验的要求,所以,我们取到其二次方项,即取
    3  热电偶传感器设计
热电偶的测温原理基于热电效应(图 3-1为热电效应)。
 图3-1 热电效应
将两种不同材料的导体 A 和 B 串接成一个闭合回路,当两个接点1和2 的温度不同时,如果T > T0, 在回路中就会产生热电动势, 在回路中产生一定大小的电流。导体 A 和 B 组成的热电偶闭合电路在两个接点处分别由EAB (T) 与 EAB (T0 )两个接触电势 ,又因为 T > T0 ,在导体 A 和 B 中还各有一个温差电势。所以闭合回路总热电动势 EAB (T,T0 ) 应为接触电动势和温差电势的代数和,即:
                              (7)
对于已选定的热电偶,当参考温度恒定时,总热电动势就变成测量端温度 T 的单值函数,即
 
两种导体 A, B 分别与参考电极 C( 或称标准电极 ) 组成热电偶,如果他们所产生的热电 动势为已知, A 和 B 两极配对后的热电动势可用下式求得
                                          (8)
3.1热电偶型号及材料的选取
测量温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;在测量精度要求不高,气氛又允许的情况下,且测量温度高于1800℃时一般选用钨铼热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。本课题的主要测量对象是大功率LED灯芯,其温度范围在0℃~135℃,处于250℃以下因此选用T型热电偶。
上一篇:Adams空间复杂机械臂动力学仿真研究
下一篇:TMS320C2812电子磁罗盘补偿技术研究

LED发光材料的发展现状与应用+答辩PPT

旋涂仪制备LED用荧光玻璃片

柔性LED灯丝设计及光电性能研究

能量传递作用的LED用荧光粉的多色化发光研究

LED用红光发射氮化物荧光粉的发展进展

LED背光不同调光模式的利弊分析及改进

LED用红色发光粉Sr2SiO4的制备及性能研究

中国学术生态细节考察《...

10万元能开儿童乐园吗,我...

公寓空调设计任务书

承德市事业单位档案管理...

医院财务风险因素分析及管理措施【2367字】

志愿者活动的调查问卷表

国内外图像分割技术研究现状

C#学校科研管理系统的设计

AT89C52单片机的超声波测距...

神经外科重症监护病房患...