[发明专利]一种规避自热效应的热敏电阻器稳态标定方法

说明书

本发明实施例公开了一种规避自热效应的热敏电阻器稳态标定方法。该热敏电阻器稳态标定方法通过调节可编程直流电源的输出电压，确保通过热敏电阻器的标定电流等于工作电流，且采用多组数据的算术平均值计算热敏电阻器的电阻值和标定温度值，解决了现有标定方法中由于热敏电阻器工作电流和标定电流不一致而引起的附加温度偏差等测量精度的问题，在实现规避自热效应、提高测控温精度的同时，也为航天器热控分系统的准确性和可靠性提供了必要保障。

技术领域

本发明属于温度传感器标定技术领域，具体涉及一种规避自热效应的热敏电阻器稳态标定方法。

背景技术

热敏电阻器是基于阻体温度与电阻值的一一映射关系而实现温度测量的半导体元器件。与其他类型温度传感器相比，热敏电阻器在冷热灵敏度、温变响应速度、空间环境适应性、长寿命可靠性和工艺可实施性等多方面表现出综合优势。鉴于此，航天器热控分系统普遍采用热敏电阻器进行温度的测量、控制及补偿。

随着空间精密仪器设备的快速发展，如何提高热控分系统的测控温精度成为急需解决的问题，如：某空间望远镜光学元件的温度稳定性指标要求达到±0.1℃，关键位置的测温精度要求不低于0.05℃。目前，热敏电阻器的直接出厂精度仅能满足一般的测控温需求，且任意两支之间的电阻温度特性存在差异、互换性较差。因此，对于有高测控温精度要求的特殊场合，热敏电阻器必须经过精密稳态标定才能使用，即：在规定的标准条件下，建立电阻值与标定温度值的高精度映射关系。

在现有热敏电阻器稳态标定方法中，为了规避阻体自热效应引起的附加温度偏差，通常须保证热敏电阻器的标定电流处于微安量级、耗散功率处于毫瓦量级，从而获得标称零功率电阻值与标定温度值之间的映射关系。受二次电源电压的限制，实际通过热敏电阻器的工作电流可能远远大于标定电流，如表1所示。这种由于工作电流与标定电流不一致而引起的附加温度偏差将会严重影响热敏电阻器的测控温精度，干扰热控分系统的实时状态确认和控制策略选择。

针对现有热敏电阻器稳态标定方法所存在的问题，提出了一种规避自热效应的热敏电阻器稳态标定方法，该方法在实现规避自热效应、提高测控温精度的同时，也为航天器热控分系统的准确性和可靠性提供了必要保障。

表1自热效应对热敏电阻器电阻温度特性的影响

发明内容

针对现有热敏电阻器稳态标定方法所存在的问题，本发明实施例提出一种规避自热效应的热敏电阻器稳态标定方法。该热敏电阻器稳态标定方法解决了现有标定方法中由于热敏电阻器工作电流和标定电流不一致而引起的附加温度偏差等测量精度问题，在实现规避自热效应、提高测控温精度的同时，也为航天器热控分系统的准确性和可靠性提供了必要保障。

该热敏电阻器稳态标定方法的具体方案如下：一种规避自热效应的热敏电阻器稳态标定方法，包括步骤S1：将热敏电阻器插入实验容器中，并密封所述实验容器；步骤S2：开启校准恒温槽并设定目标温度，直至指示温度达到目标温度且波动状态稳定；步骤S3：将热敏电阻器、可编程直流电源、数字万用表、二等标准铂电阻、温度扫描仪和终端设备连接成电通路；步骤S4：将所述实验容器和所述二等标准铂电阻插入所述校准恒温槽的标定孔中；步骤S5：调节所述可编程直流电源的输出电压，直至通过所述热敏电阻器的标定电流等于工作电流，并静置第一预设时间；步骤S6：每隔第二预设时间，记录一组相关数据，并且记录预定组数；步骤S7：根据所记录的多组相关数据，计算热敏电阻器的电阻值和标定温度值。

优选地，所述实验容器采用玻璃管。

优选地，采用橡胶塞和聚酰亚胺胶带密封所述玻璃管管口。

优选地，所述步骤S4中采用限位夹将所述实验容器中热敏电阻器感温位置与所述校准恒温槽底部相距第一预设距离，所述步骤S4中采用限位夹将所述二等标准铂电阻感温位置与所述校准恒温槽底部相距第一预设距离。

优选地，所述第一预设距离的范围为10毫米至30毫米。