高精密温度温度测试系统研究

在纳米级精密测试领域中,为了获得更高的测量精度和最小的测量不确定 度,人们需要对环境进行更严格的测试及控制,如空气压力、湿度、温度、振动 等。在上述环境因素中,温度、湿度的测量和控制对纳米级精度的测量来说, 是至关重要的。目前,国内外有很多工业上使用的温湿度测量仪器,但它们的 精度不能满足对纳米测试环境测量的要求,因此有必要设计出一个高精度温湿 度测试与控制系统。本课题就是基于这些因素对高精度测温和测湿两个方面展 开的研究,其主要内容如下: 首先,介绍了国内外温湿度检测技术的现状以及未来发展方向。其次,根 据实际测量要求制定出一次仪表--传感器的选择、使用方案。为了改善传感 器的特性,设计中研究了不同方案,进行大量的实验,选用最佳的方案提高仪 表特性。同时解决了铂电阻测量过程中引线电阻等误差因素对测量精度的影响 以及深入地研究了铂电阻的自热效应,提出了脉冲电流供电的解决方案。再次, 根据实际使用要求设计了相应的单片机硬件系统,该系统能够实现数据采集、 温湿度值的实时显示和存储,以及与上位机的通讯等;另外,还设计了和硬件 配套的软件,采用了铂电阻测温的分段线性插值法,该方法很好的解决了铂电 阻与温度值之间非线性的问题。最后,分析了系统的实验结果和测量误差。 通过本论文的研究工作,尤其补偿铂电阻误差方面的研究,对今后高精度 温度测量与控制具有实际意义。