毕业论文：《MATLAB在表面温度动态校准实验数据》.docVIP

精品 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 绪论 h 1 1.1研究内容和意义 h 1 1.2温度的测量 h 1 1.2.1温度的基本概念 h 1 1.2.2温度的测量方法 h 2 1.2.3瞬态表面温度测量的国内外现状 h 2 2 传感器概述 h 4 2.1传感器的特性 h 4 2.1.1 传感器的静态特性 h 4 2.1.2 传感器的动态特性 h 5 2.2表面温度传感器 h 6 2.2.1表面温度传感器的分类 h 6 2.2.2热电偶表面温度传感器 h 7 3 传感器校准 h 9 3.1传感器的标定与校准 h 9 3.2传感器的静态校准 h 9 3.3 传感器的动态校准 h 9 4 CHAL-010型热电偶温度传感器动态校准系统 h 10 4.1表面温度传感器的动态校准 h 10 4.1.1 表面温度传感器静态标定 h 10 4.1.2表面温度传感器动态校准 h 12 4.2 CHAL-010型热电偶温度传感器动态校准系统的设计方案 h 13 4.2.1 CHAL-010型热电偶温度传感器的静态标定 h 14 4.2.2 CHAL-010型热电偶温度传感器的动态校准 h 14 5 表面温度传感器动态校准数据的处理 h 15 5.1基于origin的去噪 h 15 5.2基于Matlab的数据曲线拟合 h 17 5.2.1曲线拟合的最小二乘法原理 h 17 5.2.2曲线拟合 h 18 6 总结 h 23 参 考 文 献 h 24 致 谢 h 26 精品 1 绪论 1.1研究内容和意义 Matlab是—种功能十分强大，运算效率很高的数字工具软件，全称是Matrix Laboratory。起初它是一种专门用于矩阵运算的软件，经过多年的发展，Matlab已经发展成为一种功能强大的软件，几乎可以解决科学计算中的任何问题，具有强大的数值分析和图像处理能力。在MATLAB环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等多项操作。在本论文中，利用Matlab强大的处理数据的能力，通过调用Matlab中polyfit函数来实现对表面温度传感器动态校准实验数据的拟合，找出红外测温传感器和温度的最佳拟合曲线。 温度是表示物体冷热程度的物理量，在科研、日常生活、医疗卫生、工农业生产等方面有着重要的应用[1]。瞬态温度的测量在热工设备、动力机械、火箭发动机、化工容器、核能工程等领域中占有非常重要的地位。特别是在兵器设计、测试领域中，瞬态高温涉及到武器寿命，性能评估等方面内容，因此瞬态温度特别是瞬态高温的测量有着重要的意义。由于温度传感器的热惯性和有限热传导，温度测量特别是瞬态温度测量过程中，存在严重的动态误差，影响测量的精度。为了研究测试系统动态特性，评定动态误差程度，必须首先对传感器进行动态校准。通过利用动态校准所得到的数据，用系统辨识方法建立传感器动态数学模型。利用现有温度传感器测量结果，根据由动态校准数据所建立的动态数学模型，采用合适的算法反推出所要测量的真实瞬态表面温度。应用Matlab实现实验数据的处理，在静态标定中拟合出红外测温传感器和温度的最佳拟合曲线，从而完成对温度传感器的动态标定。利用FFT平滑滤波方法对输入输出数据进行去噪处理这就是本课题的研究内容和意义。 1.2温度的测量 1.2.1温度的基本概念 温度是七个国际单位之一，自然界中几乎所有的物理化学过程都与温度紧密相关，因此温度是工农业生产、科学实验、国防、医疗卫生以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量。温度是表征物体冷热程度的物理量，温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。 1.2.2温度的测量方法 温度测量是通过物体的某些物理性质随温度变化的特征间接测量的。按照所用方法的不同，温度测量分为接触式测温和非接触式测温两大类[3]。 图1.1 温度测量方法 1.2.3瞬态表面温度测量的国内外现状 瞬态温度在温度测量中有着重要的应用，愈来愈引起人们的重视。瞬态温度作为热现象涉及到燃烧、传热等方面，是零件热变形、热应力分析的重要参数，尤其是表面瞬态温度，它可以反映燃烧过程中的一些重要信息，一些瞬态表面热现象的温度变化十分剧烈，可以达到每秒近千度甚至更快。由于瞬态温度自身特点，温度高、变化快、测量条件恶劣，多为不可重复的一次性过程，测量难度较高，其测量存在着一定