郝晓剑，张罗新

(中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051)

引 言

在当前的温度测量中，热电偶由于结构简单、性能稳定、测量范围广等优点，成为温度测量领域的重要工具。随着大量快速响应的新型热电偶的开发，如何准确获取热电偶的性能指标成为当前科研工作的一大难题。除此之外，瞬态温度的测量也越来越成为行业热门话题。因此，对热电偶的性能指标就提出了更高的要求[1]。时间常数可以在很大程度上表征热电偶的动态性能，它不仅是保证精准动态测温的基础，同时也能够在很大程度上影响热电偶的非静态测温误差。如何在热电偶的测温端形成一个定量的温度阶跃是当前热电偶时间常数测试的重点。激光具有极高的能量，它可在很短的时间内在热电偶测温端形成高温，可以作为热电偶时间常数测量的理想加热源[2-10]。

在本系统中，主要是以半导体激光器作为热电偶的加热装置，采用PDI-4型光电探测器实时在线监测热电偶测温端的温度变化，然后反馈给控制模块来控制激光器的功率，保证在很短的时间内产生所要求的温度阶跃，进而完成热电偶时间常数的测试。在反馈控制模块的选取上，选择当前应用比较广泛的是比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation，PID)模块，它的原理简单、使用范围广、易被人们理解和掌握，但是PID控制器在面对外界扰动时的抗干扰能力较差，因此需要更好的控制算法来完成实验[11-18]。

1 热电偶时间……

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