溫度傳感器薄膜的靜態標定與動態標定

1、熱敏電阻薄膜的標定

熱敏電阻薄膜的標定采用動態升溫法。首先在0℃下測量薄膜熱電阻的阻值，然后將熱敏電阻薄膜浸入到三甲基硅油液中，每當其溫度達到某一預定值時便恒溫20min，然后測取并記錄薄膜的電阻值和油液的溫度值，對各測點進行溫度、電阻曲線擬合，即可得到熱敏電阻薄膜的溫度、阻值標定曲線。只要熱敏電阻的靈敏度和所標定曲線的電阻率線性度和穩定性能滿足設計要求，即可用于實際測量。

2、熱電偶薄膜的標定

2.1 熱電偶薄膜的靜態標定

薄膜熱電偶的靜態標定在熱電偶校驗裝置中進行。將薄膜熱電偶放入管式爐中加熱，爐溫由標準Pt-Rh熱電偶控制，熱電偶冷端分別插入裝有變壓器油的試管中。試管置于有冰水混合物的冰瓶中，以保持冷端溫度為0℃，依次每隔一定的溫度，測出該溫度下的熱電動勢。根據測點標定溫度-電動勢曲線，只要所研究的薄膜熱電偶所標定的熱電勢曲線線性度和穩定性能滿足設計使用要求，就可用做實際應用的溫度測量傳感器。所以一般在對瞬態溫度精度要求不高的應用場合，只對薄膜熱電偶進行靜態標定。

2.2 熱電偶薄膜的動態標定

由于薄膜熱電偶和絲式熱電偶結構、制作方式的差異，因此絲式熱電偶的標準電動勢不能作為判斷薄膜熱電偶的唯一標準。在對瞬態溫度精度要求特別高的場合，靜態標定薄膜熱電偶必將產生較大的相對誤差，滿足不了使用要求。通常用時間常數τ來評價薄膜熱電偶的動態特性。τ定義為被測介質溫度與熱偶薄膜熱結點溫度之差除以熱結點溫度的變化率，數值上等于測量溫度上升至整個階躍的63%所需要的時間，它與熱偶的結構及被測物體的狀態有關。顯然τ越小。則動態響應越快，測量誤差越小。由于薄膜熱電偶的時間常數很小（微秒量級），用一般的溫升法很難測定。傳統的對普通熱電偶進行動態標定的方法（階躍信號法、脈沖信號法和斜坡信號法）由于很難產生與薄膜熱電偶動態特性相適應的溫度階躍信號的前沿而不適用。迄今為止，對薄膜熱電偶的動態標定尚沒有統一的方法，目前常用的方法是將薄膜熱電偶等效為一個一階系統。由于激光可以在材料表面產生非常快的瞬時溫升，所以目前不少研究者已將其用于薄膜熱電偶的動態標定。由于激光束與材料的相互作用是極其復雜的瞬態過程，要使材料表面產生規則的溫度波形是極其困難的。因此，若將薄膜熱電偶等效為一階系統，并從動態標定上直接獲取時間常數τ時，存在著一定的誤差。本文源自澤天傳感，版權所有，轉載請保留出處。