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高精度铂电阻测温系统
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2014.4.1
  • 页码:988-995
  • 分类:TH811.1[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江哈尔滨150080
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51105114);教育部博士学科点专项科研基金资助项目(No.20102302120006);中国博士后科学基金资助项目(No.20090450131)
  • 相关项目:基于有源协作的超长距离精密激光测量方法
中文摘要:

普通四线制铂电阻测温系统受恒流源长短期漂移、导线热电动势影响,其测量准确度难以超过0.1℃量级.本文分析了一种改进型4线制高精度铂电阻测温方法的原理误差,并设计了相应的高精度铂电阻测温系统.采用温度系数小、阻值稳定性好的参考电阻作为铂电阻阻值测量基准,消除了恒流源长期漂移引起的铂电阻测温误差;分别在正、反向恒流激励条件下测量了铂电阻上的电压,利用导线热电势大小与方向的短期不变性,对得到的两电压量求差以消除导线热电势的影响;通过半导体致冷器(TEC)控制恒流源温度来减小恒流源的短期电流漂移,进而减小其对铂电阻测温精度的影响;设计了精度高、阶跃响应速度快的分时复用式电压信号采集单元用来高精度地测量铂电阻和参考电阻上电压量的比值.等效实验和校准实验结果表明,高精度铂电阻测温系统的测量稳定性优于0.005 ℃/10 day,测量分辨力优于0.005 ℃,测量准确度为0.02℃(k=2),满足超精密激光干涉测量系统提出的高精度温度测量需求.

英文摘要:

Interfered by factors such as short and long term drifts of a constant current source and the thermal electromotive force of a wire,the measurement accuracy of conventional 4-wire Pt-resistance temperature measurement system is hard to achieve the order of 0.1℃.After analyzing the principle error of an enhanced 4-wire Pt-resistance temperature measurement method,a high precision Pt-re-sistance temperature measurement system was designed.By using a reference resistance with small temperature coefficient and high stability as the Pt resistance measurement datum,the temperature measurement error caused by the long term drift of a constant current source was eliminated.At the same time,the short-term drift of the constant current source was suppressed by temperature control using a Thermoelectric Cooler(TEC).For wire thermal electromotive force,it was a great advantage to be short-term invariable.Measured under the positive and negative current conditions,the two voltages on Pt-resistance were subtracted.In this way,the effect of wire thermal electromotive force was eliminated.To realize high precision voltage measurement for Pt-resistance and reference resistance,a time-sharing voltage acquisition unit with high precision and quick step response was also designed.Experimental results show that the high precision Pt-resistance temperature measurement system can achieve the stability of 0.005 ℃/10 day,the resolution of 0.005 ℃ and the accuracy of 0.02 ℃ (k=2).It meets the requirements of high accuracy temperature measurement in ultra-precision laser interferometers.

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期刊论文 12 会议论文 4 获奖 2 专利 12
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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699