在物理實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)際中。往往需要高精度的測量。環(huán)境溫度對(duì)測量的影響是一個(gè)重要的因素。因此要求我們必須對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行精密的測量。對(duì)測量儀器也應(yīng)有如下的要求，即制造成本低、測量精度高。濕度傳感器探頭，不銹鋼電熱管，PT100傳感器，流體電磁閥，鑄鋁加熱器，加熱圈線形度好，應(yīng)用范圍廣。便于安裝和調(diào)試。目前市場上有多種傳感器可以用來實(shí)現(xiàn)溫度的測量。常用的有石英溫度計(jì)、光纖傳感溫度計(jì)、熱敏電阻溫度計(jì)等在上述幾種器件中，石英溫度計(jì)靈敏度最高，目前可達(dá)到℃數(shù)量級(jí)。然而，這些傳感器的價(jià)格一般都比較貴。線性度難以達(dá)到精密測量的要求。

　　我們所知道紅外光的特性：單色性好，抗干擾，比較適合高精度的測量。我們所要設(shè)計(jì)的儀器結(jié)構(gòu)簡單，容易制作，便于安裝，可進(jìn)行高精度的溫度測量，該溫度測量可直接輸出到微機(jī)或PC機(jī)進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)處理，十分方便易行。

　　我們采用微品玻璃陶瓷材料制成一個(gè)圓筒，這種微晶玻璃陶瓷材料具有真空性好、耐高低溫、絕緣和耐酸堿腐蝕等性能，其基本性能指標(biāo)如下：使用溫度 -273℃～1000℃體積電阻率1.08x1014Ω·cm，熱膨脹系數(shù)為αl=8.6x10-6/℃，微品玻璃陶瓷抗熱沖擊性能非常好，從800℃急冷至0℃不破碎，200℃急冷到0℃強(qiáng)度不變化。在筒內(nèi)的一端固定一根長L=10cm的薄有機(jī)玻璃圓筒，在筒內(nèi)另一端固定一個(gè)紅外位移傳感器，并且讓有機(jī)玻璃棒的自由端將紅外接收管的接收面遮住一半，使其工作在線性度最好的區(qū)域。由于有機(jī)玻璃的熱膨脹系數(shù)為α2=1.7x10-4/℃，兩者相差達(dá)2個(gè)數(shù)量級(jí)，所以當(dāng)溫度變化時(shí)，我們可以認(rèn)為有機(jī)玻璃在陶瓷卡材料上的相對(duì)位移可以忽略，故有機(jī)玻璃的自由端同紅外位移傳感器之間的相對(duì)位置變化將改變紅外接收管的有效接收面積。從而使位移傳感器輸出電壓也隨之改變。這種新型溫度傳感器的測量靈敏度為：

ΔT=ΔL/L(α1-α2)

其中，△L為紅外位移傳感器對(duì)有機(jī)玻璃長度測量的靈敏度。

　　紅外位移傳感器，主要機(jī)構(gòu)由紅外發(fā)光二極管發(fā)射和接受裝置，數(shù)據(jù)放大去噪部分以及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成。

　　我們可以看到它是利用紅外光電二級(jí)管的光電轉(zhuǎn)換規(guī)律，通過其遮擋的光通量與輸出電流的關(guān)系確定遮擋體。能將微小的溫度轉(zhuǎn)換成電壓的變化。在運(yùn)用放大電路將其進(jìn)行放大處理。結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡建立電壓信號(hào)與溫度的函數(shù)關(guān)系。最后利于高精度的螺旋測微器進(jìn)行定標(biāo)，最終形成我們可以得到一個(gè)具有較高測量精度(3×10-7m)的位移測量儀。

　　由于光電轉(zhuǎn)換的電流較小而且紅外發(fā)光二極管的功率也較低，因此我們可以認(rèn)為紅外位移傳感器不會(huì)對(duì)測量的溫度環(huán)境有影響。

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