IFM傳感器測(cè)量原理及敏感元件溫度特性
IFM傳感器測(cè)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(zhuān)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(diǎn)，且具有測(cè)溫范圍寬、精度高、線性好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在溫度補(bǔ)償、溫度及流量的測(cè)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(shí)，由于探頭散熱條件與環(huán)境溫度有極大關(guān)系，其信號(hào)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(jì)加熱探頭工作溫度范圍，對(duì)熱膜探頭在不同環(huán)境溫度下進(jìn)行溫度特性試驗(yàn)。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(cè)量探頭兩端電壓v ，然后計(jì)算熱膜探頭電阻。熱膜探頭溫度特性實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 示。
IFM傳感器由于熱膜探頭的工作溫度很難測(cè)量，因此在靜態(tài)溫度特性實(shí)驗(yàn)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(wú)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(shì)。根據(jù)實(shí)際情況，本文選用pt20 熱膜探頭作為試驗(yàn)研究對(duì)象。 針對(duì)目前大口徑或不規(guī)則管道氣體質(zhì)量流量測(cè)量中存在的問(wèn)題，提出了基于多點(diǎn)測(cè)量的熱式氣體質(zhì)量流量測(cè)試方法。文章對(duì)敏感元件（ 熱膜探頭）溫度特性和以熱膜探頭為測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)測(cè)試方法進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：多點(diǎn)測(cè)試方法中，以對(duì)數(shù)線性法好; 多點(diǎn)熱式氣體質(zhì)量流量測(cè)試方法可以明顯改善某些單點(diǎn)測(cè)量中出現(xiàn)的較大偏差，測(cè)量精度可以達(dá)到1. 5%，擴(kuò)展不確定度小于3. 4%。
