在計算系統(tǒng)的理論性能后,有必要通過測量驗證系統(tǒng)的實際性能。對于溫度測量系統(tǒng),最重要的性能指標是測量溫度值與真實溫度值之間的誤差。因此,為了測量這一規(guī)格,需要一個精確的、大范圍的溫度源。偶然校準具有豐富的溫度校準經(jīng)驗,其產(chǎn)品為各種溫度測量場景提供了可靠的標準。
FLOKE的7109A便攜式校準浴可以加熱或冷卻浴內(nèi)的液體,控制溫度輸出范圍為-25℃至+140℃,精度為-0.1℃。與0.414℃相比,不容忽視.因此,我們需要一個更精確的溫度計和7109a一起形成一個更精確的源。由鉑電阻溫度計5615-12和便攜式溫度計1529組成的意外溫度測量系統(tǒng)在校準后,在0°C時的精度可達到+0.012℃。在隨后的實驗中,弗拉克的溫度測量系統(tǒng)作為標準,其讀數(shù)被認為是被測量液體的真實溫度值。
值得注意的是,恒溫器中液體的溫度場并非等溫。根據(jù)7109A的技術規(guī)格,其典型的均勻性值為0.02℃,這意味著同一時間溫度調(diào)節(jié)器中任何兩點之間的最大溫差為0.02℃。這可能導致重復實驗中的錯誤,因為不可能將溫度傳感器置于與先前實驗完全相同的位置。
試驗方法
將本文選擇的鉑電阻溫度計和RTD放入恒溫器中,將恒溫器設置為一定的固定溫度值,等待溫度穩(wěn)定。同時記錄了偶然溫度測量系統(tǒng)和AD7124-8溫度測量系統(tǒng)的數(shù)值。以系統(tǒng)的讀數(shù)為真實值,以AD7124-8溫度測量系統(tǒng)的讀數(shù)為測量值。減去這兩個值,得到AD7124-8溫度測量系統(tǒng)的實際溫度測量誤差。
這里:
Tmeasured 是對AD7124-8溫度測量系統(tǒng)的讀數(shù)。
Ttrue 是對偶然溫度測量系統(tǒng)的讀數(shù)。
error [T] 在T°C溫度測量系統(tǒng)的實際溫度測量誤差。
零度以下的設定溫度值被選為-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃,而高于零度的設定溫度值被選為0℃、10℃、25℃、37℃、55℃、70℃、85℃、100℃、120℃和140℃。
當溫度低于零度時,恒溫器中使用的液體是工業(yè)酒精,純度為99%,因為酒精的冰點相對較低。當溫度高于零度時,恒溫器中使用的液體是硅油,因為酒精是揮發(fā)性的,容易造成安全事故。
RTD探測器
暴露的RTD易受環(huán)境中各種物質(zhì)的影響,防水防塵能力差。明顯地,水會嚴重影響RTD的電阻值。因此,有必要為RTD設計一個防水包裝。
本文制作了一個簡單的不銹鋼探針來保護RTD,如圖5所示。制造方法是將RTD放入不銹鋼套中,然后用硅膠凝膠填充套口。硅膠凝固后,可放入恒溫器進行溫度測量。該方法并非優(yōu)良的防水溶液,僅在實驗中使用。在實際應用中,RTD防水必須是設計師不能忽視的基本設計內(nèi)容。
圖5一個RTD探測器。
值得注意的是,在超過670℃的高溫下,不銹鋼探測器會釋放出金屬離子,污染高純度鉑,導致RTD電阻值發(fā)生變化。因此,對于高溫測量應用,RTD應由石英玻璃或鉑制成的探針保護。這些材料可以在高溫下保持惰性,RTD可以保持不受污染。
試驗結果
本試驗全部采用14個rddsPtfd101b1a0編號的rtd1到rtd14,隨機與3個AD7124-8設備組合,并按表4連接到每個Ad7124-8的Evb電路板的信號輸入終端。然后將RTD探針置于不同溫度下的恒溫器中進行溫度測量,并將溫度測量值與實際值進行比較。
表4各通道數(shù)據(jù)統(tǒng)計
將多個溫度值的誤差組合起來,得到溫度測量系統(tǒng)在-25℃到+140℃之間的誤差曲線。圖6和圖7分別顯示了14個溫度測量通道溫度高于零和低于零的誤差曲線。
圖6誤差曲線(T&T;0℃)。
圖7誤差曲線(T<0℃)。
圖中的水平軸代表溫控器在°C中設定的溫度,垂直軸代表的測量誤差為°C。顯然,無論溫度低于或高于0℃,14個RTD溫度測量通道對應著14條誤差曲線,具有一致的變化模式。因此,從實際測試中獲得的數(shù)據(jù)可以精確地獲得誤差函數(shù)。 錯誤[T]溫度測量系統(tǒng)。如果該函數(shù)表達式能對同一過程產(chǎn)生的AD7124-8溫度測量系統(tǒng)產(chǎn)生一定的誤差補償效應,那么直接在程序中使用該函數(shù)進行誤差補償可以在生產(chǎn)中節(jié)省校準過程,大大提高溫度測量系統(tǒng)相對于未校準情況的性能。
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