金敏俊,李文军,郑永军,曾九孙

(中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018)

工业领域中热电偶被广泛应用在各种温度测量系统中[1]。随着测量技术的发展,热电偶也越来越多地应用在各种介质的瞬态温度测量中[2-3],尤其是流体介质瞬态温度的测量[4]。当热电偶被用来测量瞬态温度时,需要对热电偶进行动态响应特性评价和校准。随着动态测量技术的进步,产生了多种评价和校准方法。

近年CANUTO E等分别从理论和实验两个角度出发[5],提出了动态相对校准的方法,讨论了多个温度传感器组合测量和校准,包括产生精确温度梯度问题、保持均匀稳定温度场问题。赵学敏等采用火焰为温度激励源[6],对气体燃烧环境下的热电偶动态响应特性进行了分析。DINIZ A.C.G.C.A.等提出一种转动式校准装置和校准方法[7],提供气流环境下的温度阶跃,对热电偶进行动态校准并做不确定度分析,该方法计算了温度对时间二阶导数的极值,以极值对应的时间点为阶跃发生的时间。

在采用上述方法考察热电偶动态响应时,都需要确定温度激励产生的时间起点。用辅助测量手段确定时间起点,会引入热电偶输入端的误差。此外,目前的激励方法中,施加的激励温度被视为一个稳定的准确值,但是如果采用流体比如气体作为激励介质,气流温度在中心值附近存在波动。因此,当以温度激励作为热电偶的输入,以热电偶响应为输出,对热电偶动态响应进行统计建模时[8],由于输入带有误差[9],所构成的系统是一种变量带误差EIV(Error in Variables)系统[10],这种系统的辨识问题属于变量带误差辨识问题[11]。……