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IFM傳感器測量原理及敏感元件溫度特性
IFM傳感器測量原理及敏感元件溫度特性
IFM傳感器測量原理及敏感元件溫度特性
IFM傳感器根據(jù)加熱元件的不同，分為專線式和熱膜式［1，2］。本文采用薄膜鉑電（ 鉑膜電阻或鉑膜探頭）作為敏感元件。鉑膜電阻作為一種*的感溫元件，具有尺寸小、響應(yīng)快、易于與集成電路相匹配的特點，且具有測溫范圍寬、精度高、線性好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。在溫度補償、溫度及流量的測量和控制等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
鉑膜電阻在作為流量傳感器使用時，由于探頭散熱條件與環(huán)境溫度有極大關(guān)系，其信號輸出將受環(huán)境溫度變化的影響為了定量地掌握熱膜探頭的溫度特性，我們根據(jù)熱式流量計加熱探頭工作溫度范圍，對熱膜探頭在不同環(huán)境溫度下進行溫度特性試驗。將熱膜探頭放置在溫度可調(diào)的恒溫箱中，給探頭加上某一恒定工作電流i ，在不同的工況條件下，測量探頭兩端電壓v ，然后計算熱膜探頭電阻。熱膜探頭溫度特性實驗裝置如圖1 示。
IFM傳感器由于熱膜探頭的工作溫度很難測量，因此在靜態(tài)溫度特性實驗中，首先建立熱膜探頭工作電阻隨溫度變化的曲線，即在熱膜探頭無自熱效應(yīng)的前提下（工作電流≤1 ma），熱膜探頭電阻隨環(huán)境溫度變化趨勢。根據(jù)實際情況，本文選用pt20 熱膜探頭作為試驗研究對象。 針對目前大口徑或不規(guī)則管道氣體質(zhì)量流量測量中存在的問題，提出了基于多點測量的熱式氣體質(zhì)量流量測試方法。文章對敏感元件（ 熱膜探頭）溫度特性和以熱膜探頭為測點的多點測試方法進行了大量的試驗研究。實驗結(jié)果表明：多點測試方法中，以對數(shù)線性法好; 多點熱式氣體質(zhì)量流量測試方法可以明顯改善某些單點測量中出現(xiàn)的較大偏差，測量精度可以達到1. 5%，擴展不確定度小于3. 4%。