[发明专利]一种薄膜热电阻和同轴热电偶的在线标定方法

权利要求书

1.一种薄膜热电阻和同轴热电偶的在线标定方法，其特征在于，包括：

利用原子层热电堆热流传感器响应时间短、线性度优良以及中低热流下可较长时间测热的特点，在激波风洞或校准激波管测试中将经过标定的原子层热电堆热流传感器获得的热流测试结果作为标定热流，同时利用Cook-Fel derman公式变换薄膜热电阻或同轴热电偶的输出，将薄膜热电阻或同轴热电偶的热电系数和热物性参数乘积处理成传感器的灵敏度系数，利用最小二乘方法拟合传感器输出变换后有效时间段内的平均值和标定热流，即可得到薄膜热电阻或同轴热电偶的灵敏度系数。

2.如权利要求1所述的薄膜热电阻和同轴热电偶的在线标定方法，其特征在于，在线标定方法的具体步骤包括：

步骤一、用低温辐射计、硅陷阱探测器、室温电替代辐射计构成的量值传递系统，在基于激光的热流标定设备上利用室温电替代辐射计完成水冷Gardon计的标定；

步骤二、在基于激光的热流标定设备上，使水冷Gardon计和ALTP热流传感器分别曝光于多个幅值不同的同一激光源，利用水冷Gardon计测得的输入热流完成ALTP热流传感器的标定；

步骤三、在风洞试验模型上对称安装ALTP热流传感器和薄膜热电阻或同轴热电偶，保证ALTP热流传感器之间的距离尽可能的近；

步骤四、记录激波风洞有效开车车次下ALTP热流传感器和薄膜热电阻或同轴热电偶的输出，根据ALTP热流传感器的标定结果获得这一车次下标定热流q_source；

步骤五、利用Cook-Felderman公式或热电模拟网络处理这一车次下薄膜热电阻或同轴热电偶的输出，得到V_cal；

步骤六、在多个不同有效车次下重复步骤四～步骤五，获得ALTP热流传感器和薄膜热电阻或同轴热电偶在不同车次下的一系列数据组；

步骤七、利用最小二乘方法拟合步骤六得到的这一系列数据组，即可得到薄膜热电阻或同轴热电偶的灵敏度系数；

步骤八、针对同一批生产的薄膜热电阻的灵敏度系数差异大的问题，利用热浴法获得各个薄膜热电阻的热电系数，用标定后得到的灵敏度系数去除各自对应的热电系数，即可得到较为一致的修正系数，即通过在线标定少量薄膜热电阻，结合热电系数的测定结果即可得到同一批生产的各个薄膜热电阻的灵敏度系数。

3.如权利要求2所述的薄膜热电阻和同轴热电偶的在线标定方法，其特征在于，所述步骤一中，所述量值传递系统并不局限于基于对比标定的由低温辐射计、硅陷阱探测器和室温电替代辐射计构成的量值传递系统；同时，基于黑体理论的高温黑体同样可作为量值传递系统的初级，使用高温黑体作为基础热源完成水冷Gardon计的绝对标定。

4.如权利要求2所述的薄膜热电阻和同轴热电偶的在线标定方法，其特征在于，所述步骤五中利用Cook-Felderman公式或热电模拟网络处理这一车次下薄膜热电阻或同轴热电偶的输出，所使用的Cook-Felderman公式为：

其中，t_i、t_i-1、t_n是离散的时间，V_i、V_i-1是采集到的薄膜热电阻或同轴热电偶的时间序列输出。

5.如权利要求2所述的薄膜热电阻和同轴热电偶的在线标定方法，其特征在于，所述步骤七使用的最小二乘法如下式所示：

利用上式拟合方法处理V_cal和q_source即可获得薄膜热电阻或同轴热电偶的灵敏度系数，其中β是薄膜热电阻或同轴热电偶的灵敏度系数，j是激波风洞试验车次编号。