工业热电阻远程校准系统的研究与实现

发布时间：2020-05-15 12:35

【摘要】：工业热电阻是目前在工业现场300℃温度环境下应用最为广泛地接触式温度传感设备，而作为工业热电阻核心的电阻感温元件由于过于脆弱和灵敏，尽管在日常使用中已经将其封装到护套中加以保护，但是经过长时间的使用后，还是会因为外部环境的作用而影响到内部电阻感温元件的感温性能。因此，必须定期对工业热电阻进行校准。传统的校准方式存在校准周期长、不确定度高、溯源链过长和管理难度大等问题。为了更好地解决上述问题，在保证满足ITS90温标溯源要求的前提下，本文依据现有工业热电阻检定规程，对工业热电阻远程校准系统进行了相关的应用研究。论文主要的研究工作如下： 1、理论研究：本文首先结合工业热电阻测温理论和温度校准理论，分析传统温度校准存在的不足，然后根据国内外大量的文献资料，总结现有远程校准项目的实现手段和实现方法，最后以工业热电阻自身的计量校准特性为基础，针对工业热电阻远程校准中存在的难点，提出相应的研究内容和技术路线。 2、系统总体设计和实现：根据用户需求分析，对工业热电阻远程校准系统进行总体设计，包括了系统总体结构设计、网络模式与体系设计、后台数据库设计和系统安全机制设计。根据系统总体设计要求，完成系统硬件选型后进行软件部分的设计。在VC6.0平台下开发基于MFC的上位机程序，在Linux平台下开发基于C的下位机程序。上位机程序实现的是工业热电阻远程校准系统的用户登录、后台SQL数据库的操作、远程校准的实现、视频监控的实现和数据报表的导出；下位机程序实现的是在有线网络环境下，工业控制指令在上位机和校准设备间的传输、校准数据的采集和视频监控的Web服务支持。 3、不确定度评定：由于工业热电阻远程校准系统校准数据的特点是样本容量小，不确定度来源复杂，，提出了在系统的A类不确定度评定上采用基于灰色系统理论模型的灰色评定方法。最后，通过实验数据的计算来比较该方法与贝塞尔评定的结果，验证基于灰色系统理论模型评定方法的可行性，并结合《测量不确定度表示指南》得到系统的合成不确定度。
【图文】：

固态传感器,传统传感器,铝制

图 1.2 传统传感器结构与铝制固态传感器对比传统的热电阻温度计内部非常脆弱和不稳定，在运输过程中，难以避免的会受到振动和冲击。NMIJ 通过对温度计内部材料改造，在内部温度传感器内，加高纯度铝制保护管隔振密封，以减少震动对感温元件的影响，如图 1.2 所示。而在热电偶温度计研究方面，由于热电偶在日常使用过程中主要存在两个误差因素：1、长时间在高温环境下工作引起的数值漂移；2、热电偶温度分布对热电动势的依赖。为了减少上述两点因素影响，NMIJ(日本)通过优化制造和热处理技术，已经研发出测温温度高达 1100℃的热电偶[24]。1.3.2 国内研究现状早在 2000 年左右，同济大学殳伟群教授开展的网络校准研究代表了我国在远程计量校准方面研究的起步，殳教授团队给出了远程校准的概念及校准的总体框架，对远程校准的可行性和网络接入技术实现方法等方面都进行了探讨[25]，并且通过运用DataSocket技术，实现了基于Internet的某测速装置远程编程控制。

湿度计,校准设备,中温,玻璃体

置扩展＜1.0℃ 热电偶重复性标准差≤0.2展不确≤45mk 热电阻重复性标准差≤12上述浙江省计量科学研究院热能所中温实验室现有情况，下室校准条件与要实现远程校准系统所需的条件进行对比，确解决的问题。）温湿度数据获取实验室的环境温湿度数值是影响检定校准结果的一项重要数JG229-2010 工业铂、铜热电阻检定规程》中 7.1.2 环境条件规在 15℃~35℃，相对湿度 30%~80%，电测设备应符合相应的环室采用挂壁式玻璃温度计与湿度计测量温湿度值，如图 2.1 所远程校准活动中，不可继续采用传统的玻璃温度计与湿度计精度要求、具备数字信号输出的温湿度传感器进行温湿度数据
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH811

【参考文献】