基于标准电阻比对的高精度恒温箱系统的研究
发布时间：2021-05-07 21:06
从1990年1月1日开始,国际计量委员会宣布在世界范围内启用量子化霍尔电阻基准,直流电阻的量值溯源不再以实物电阻为基准,受量子霍尔电阻复现条件苛刻的影响,由其复现的电阻量值仍然要由实物电阻作为传递标准逐级向下传递。想要保持传递电阻阻值高度稳定,不仅要求电阻优良的制作材料及制造工艺,而且要在运输过程中为电阻提供高度稳定的温度环境。在中国计量研究院和平里院区以及昌平院区进行量子化霍尔电阻基准比对的过程中,标准电阻难免要在两个院区之间来回移动,由于环境温度的变化,必然导致标准电阻的阻值发生微弱的变化,基于此现状,本文通过对桥式电路对微弱电阻阻值变化敏感的特点进行深入的了解,设计了一款基于标准电阻比对的高精度可移动恒温箱系统,包括恒温箱主体结构设计和实现,控温电路的设计和实现,数据采集的设计和实现,以及针对恒温箱参数的实验验证,最后应用于标准电阻比对的验证实验,主要内容如下:首先在本设计中考虑到恒温箱温度稳定性要达到标准电阻储存的要求,恒温箱的结构设计采用双层铝壳结构设计并在表面进行绝缘处理,首先通过SolidWorks软件对箱体的整体结构以及进行密封绝缘细节进行设计,同时为了保证保持箱体温度...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 高精度恒温箱的研制背景
1.2 国内外研究现状
1.3 恒温箱在标准电阻储存方面的优势
1.4 本文的结构安排
第二章 恒温箱基本理论
2.1 恒温箱相关基本理论
2.1.1 量子化霍尔电阻基准比对原理
2.1.2 SolidWorks软件介绍
2.1.3 LabVIEW上位机软件介绍
2.2 桥式测量阻值基本理论
2.2.1 直流电桥测量电阻
2.2.2 交流电桥测量电阻
2.3 热传递基本理论
2.3.1 传热的基本方式
2.4 本章小结
第三章 恒温箱的结构及硬件电路的设计
3.1 恒温箱的总体结构设计
3.1.1 铂电阻测温原理
3.1.2 恒温箱保温层结构设计
3.1.3 外壳开关端子绝缘的设计
3.2 内腔功率电阻分配设计
3.3 恒温箱硬件电路设计与实现
3.3.1 恒温箱内腔电桥电路的实现
3.3.2 振荡电路的实现
3.3.3 相敏检波电路的设计与实现
3.3.4 恒温箱加热电路的实现
3.4 电源电路的设计与实现
3.4.1 不间断电源模块设计与实现
3.4.2 电源模块噪声优化设计与实现
3.5 本章小结
第四章 恒温箱软件设计
4.1 前面板设计
4.2 后面板设计
4.2.1 循环指令发送模块
4.2.2 接收数据以及温度数据转化模块
4.3 NI PXI-5922 高速数据采集程序设计
4.4 电阻测量上位机的实现
4.5 本章小结
第五章 恒温箱实验分析
5.1 稳定性实验
5.2 恒温箱梯度实验
5.3 外加发热功率电阻模拟标准电阻散热测试实验
5.4 功率消耗实验分析
5.5 标准电阻测试实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流比较式电测仪表测量方法分析[J]. 杨瑛. 工业计量. 2017(04)
[2]宽频高精度电感同步采样测量研究[J]. 齐福强,杨雁,迟宗涛,张艳丽. 电测与仪表. 2016(05)
[3]高精度铂电阻测温系统[J]. 胡鹏程,时玮泽,梅健挺. 光学精密工程. 2014(04)
[4]基于低温电流比较仪的微弱电流精密测量技术[J]. 鲁云峰,赵建亭,贺青,张钟华. 仪器仪表学报. 2013(12)
[5]基于Labview的模糊PID温度控制系统[J]. 聂乐乐,李丽娟,王劲松,徐波,秦国爱. 长春理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]一种基于内部迟滞比较器的新型RC振荡器[J]. 李展,冯炳军. 电子器件. 2009(01)
[7]量子化霍尔电阻国家标准的研究[J]. 张钟华,贺青,李正坤,刘勇. 计量学报. 2005(02)
[8]超级恒温油槽控温部分的改造[J]. 张树伟. 航空计测技术. 2003(03)
[9]21世纪电磁计量的展望[J]. 张钟华,贺青. 现代计量测试. 2001(03)
[10]一种新型高精度标准恒温油槽[J]. 季镜屏,李国平,钱火根. 计量技术. 2000(10)
硕士论文
[1]密封仪器仪表的散热研究及温控系统设计[D]. 温文龙.西北大学 2005
本文编号：3174059
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 高精度恒温箱的研制背景
1.2 国内外研究现状
1.3 恒温箱在标准电阻储存方面的优势
1.4 本文的结构安排
第二章 恒温箱基本理论
2.1 恒温箱相关基本理论
2.1.1 量子化霍尔电阻基准比对原理
2.1.2 SolidWorks软件介绍
2.1.3 LabVIEW上位机软件介绍
2.2 桥式测量阻值基本理论
2.2.1 直流电桥测量电阻
2.2.2 交流电桥测量电阻
2.3 热传递基本理论
2.3.1 传热的基本方式
2.4 本章小结
第三章 恒温箱的结构及硬件电路的设计
3.1 恒温箱的总体结构设计
3.1.1 铂电阻测温原理
3.1.2 恒温箱保温层结构设计
3.1.3 外壳开关端子绝缘的设计
3.2 内腔功率电阻分配设计
3.3 恒温箱硬件电路设计与实现
3.3.1 恒温箱内腔电桥电路的实现
3.3.2 振荡电路的实现
3.3.3 相敏检波电路的设计与实现
3.3.4 恒温箱加热电路的实现
3.4 电源电路的设计与实现
3.4.1 不间断电源模块设计与实现
3.4.2 电源模块噪声优化设计与实现
3.5 本章小结
第四章 恒温箱软件设计
4.1 前面板设计
4.2 后面板设计
4.2.1 循环指令发送模块
4.2.2 接收数据以及温度数据转化模块
4.3 NI PXI-5922 高速数据采集程序设计
4.4 电阻测量上位机的实现
4.5 本章小结
第五章 恒温箱实验分析
5.1 稳定性实验
5.2 恒温箱梯度实验
5.3 外加发热功率电阻模拟标准电阻散热测试实验
5.4 功率消耗实验分析
5.5 标准电阻测试实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流比较式电测仪表测量方法分析[J]. 杨瑛. 工业计量. 2017(04)
[2]宽频高精度电感同步采样测量研究[J]. 齐福强,杨雁,迟宗涛,张艳丽. 电测与仪表. 2016(05)
[3]高精度铂电阻测温系统[J]. 胡鹏程,时玮泽,梅健挺. 光学精密工程. 2014(04)
[4]基于低温电流比较仪的微弱电流精密测量技术[J]. 鲁云峰,赵建亭,贺青,张钟华. 仪器仪表学报. 2013(12)
[5]基于Labview的模糊PID温度控制系统[J]. 聂乐乐,李丽娟,王劲松,徐波,秦国爱. 长春理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]一种基于内部迟滞比较器的新型RC振荡器[J]. 李展,冯炳军. 电子器件. 2009(01)
[7]量子化霍尔电阻国家标准的研究[J]. 张钟华,贺青,李正坤,刘勇. 计量学报. 2005(02)
[8]超级恒温油槽控温部分的改造[J]. 张树伟. 航空计测技术. 2003(03)
[9]21世纪电磁计量的展望[J]. 张钟华,贺青. 现代计量测试. 2001(03)
[10]一种新型高精度标准恒温油槽[J]. 季镜屏,李国平,钱火根. 计量技术. 2000(10)
硕士论文
[1]密封仪器仪表的散热研究及温控系统设计[D]. 温文龙.西北大学 2005
本文编号：3174059
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3174059.html
