低溫溫度計篩選系統(tǒng)研究.pdf

1、低溫技術不僅與人們當代高質(zhì)量生活息息相關，同時與世界上許多尖端科學研究密不可分。在低溫技術中，溫度的測量是首要和最基本的測量。低溫測量技術是溫度測量科學領域的一個重要研究方向。精確的低溫測量要求選擇合適可靠的溫度計和測量方案，并對系統(tǒng)漏熱進行充分的估量和預防。對于低溫溫度測量而言，應用最為廣泛的溫度傳感器是電阻式溫度計。
　　為了挑選冷熱沖擊穩(wěn)定、讀數(shù)精確、抗干擾的低溫電阻溫度計，需要對溫度計進行升降溫循環(huán)沖擊實驗。沖擊實驗需要在

2、樣品升降溫裝置中進行。這類裝置廣泛應用于低溫生物學、低溫材料性能研究、低溫超導等方面。升降溫裝置的冷源多利用低溫液體如液氮、液氦提供，通過控制樣品環(huán)境的加熱量和低溫液體的流速，實現(xiàn)樣品設定速率的升溫或者降溫。
　　GM制冷機是一種小型低溫回熱式氣體制冷機，具有結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)可靠、性能穩(wěn)定、壽命長等優(yōu)點，常常被用作低溫泵及低溫實驗裝置的冷源。利用 GM制冷機作為升降溫裝置的冷源，可以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本，運行也更加可靠。以GM制冷

3、機為冷源的升降溫裝置只能控制熱源而無法控制冷源，所以合適的控制策略是必須的。
　　對 GM制冷機為冷源的升降溫裝置的數(shù)學模型進行求解，得到了升降溫過程的加熱量合理估算值，并從數(shù)學模型上對降溫初始段不能線性降溫給出了解決辦法。
　　實現(xiàn)升降溫過程的核心是控制系統(tǒng)，利用LabVIEW自帶的PID工具包可以實現(xiàn)升降溫裝置的PID算法控制。編寫并運行模擬程序，發(fā)現(xiàn)程序PID算法反饋的加熱量與數(shù)學模型的計算加熱量高度吻合，表明程序邏輯