热电堆式热流传感器的设计与实验研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-17页 |
| 1.1 选题背景及研究意义 | 第8页 |
| 1.2 热流测量技术分类 | 第8-12页 |
| 1.2.1 基于温度梯度的热流测量技术 | 第9-10页 |
| 1.2.2 基于能量平衡原理的热流测量技术 | 第10-11页 |
| 1.2.3 基于半无限大体假设的热流测量技术 | 第11-12页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第12-16页 |
| 1.4 本论文的主要内容及结构安排 | 第16-17页 |
| 2 热电堆式热流传感器的原理 | 第17-28页 |
| 2.1 温差热电堆测温的基本原理 | 第17-18页 |
| 2.1.1 温差测量电路的组成 | 第17-18页 |
| 2.1.2 温差热电堆的基本原理 | 第18页 |
| 2.2 热电堆式热流传感器的原理 | 第18-20页 |
| 2.2.1 热电堆式热流传感器原理概述 | 第18-19页 |
| 2.2.2 热电堆式热流传感器理论分析 | 第19-20页 |
| 2.3 热电堆式热流传感器的误差分析 | 第20-25页 |
| 2.3.1 散热面对流换热条件下的误差分析 | 第21-22页 |
| 2.3.2 散热面恒温条件下的误差分析 | 第22-24页 |
| 2.3.3 辐射热流的测量误差分析 | 第24-25页 |
| 2.4 热流传感器的表面处理 | 第25-27页 |
| 2.5 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 热电堆式热流传感器结构设计及优化 | 第28-41页 |
| 3.1 热电堆式热流传感器的结构设计 | 第28-29页 |
| 3.1.1 热流敏感元件的基本结构 | 第28页 |
| 3.1.2 辐射式热流传感器的设计 | 第28-29页 |
| 3.2 理论分析与有限元仿真比较 | 第29-30页 |
| 3.3 关键参数的有限元仿真 | 第30-40页 |
| 3.3.1 热阻层和导热胶层厚度影响仿真 | 第31-35页 |
| 3.3.2 热阻层和导热胶层导热系数影响仿真 | 第35-36页 |
| 3.3.3 热沉材料的选择 | 第36-38页 |
| 3.3.4 热沉温升对传感器输出信号的影响 | 第38-40页 |
| 3.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 4 热电堆式热流传感器的制作 | 第41-49页 |
| 4.1 热电堆的制作 | 第41-45页 |
| 4.1.1 热阻层材料的选择 | 第41-42页 |
| 4.1.2 热电偶类型的选择 | 第42-43页 |
| 4.1.3 热电堆制作方法的选择 | 第43-45页 |
| 4.2 热电堆基板与热沉的连接方式 | 第45-47页 |
| 4.2.1 装配固定法 | 第45-46页 |
| 4.2.2 高温胶粘接法 | 第46-47页 |
| 4.3 输出的引线固定 | 第47页 |
| 4.4 传感器实物图 | 第47-48页 |
| 4.5 本章小结 | 第48-49页 |
| 5 热流传感器调理电路及相关软件设计 | 第49-60页 |
| 5.1 热流传感器测试电路组成 | 第49页 |
| 5.2 滤波放大电路设计 | 第49-52页 |
| 5.2.1 放大电路设计 | 第50-51页 |
| 5.2.2 滤波电路设计 | 第51-52页 |
| 5.3 LabVIEW上位机程序设计 | 第52-53页 |
| 5.4 主控芯片及外围电路 | 第53-56页 |
| 5.4.1 MSP430F5529的最小系统 | 第53-54页 |
| 5.4.2 电源选择模块电路 | 第54-55页 |
| 5.4.3 点阵LCD液晶显示模块 | 第55-56页 |
| 5.5 软件总体设计分析 | 第56-59页 |
| 5.5.1 初始化设置 | 第57页 |
| 5.5.2 MSP430单片机ADC12设置 | 第57-58页 |
| 5.5.3 电压采样数据转换LCD显示 | 第58-59页 |
| 5.6 本章小结 | 第59-60页 |
| 6 热流传感器的标定实验与数据分析 | 第60-68页 |
| 6.1 热流传感器标定概述 | 第60-64页 |
| 6.1.1 直接标定法 | 第60-61页 |
| 6.1.2 比较标定法 | 第61-63页 |
| 6.1.3 标定方法比较 | 第63-64页 |
| 6.2 热流传感器标定实验 | 第64-67页 |
| 6.2.1 标定实验环境搭建 | 第64-66页 |
| 6.2.2 标定实验结果与数据分析 | 第66-67页 |
| 6.3 本章小结 | 第67-68页 |
| 7 总结与展望 | 第68-70页 |
| 7.1 全文工作总结 | 第68-69页 |
| 7.2 展望 | 第69-70页 |
| 致谢 | 第70-71页 |
| 参考文献 | 第71-74页 |
| 附录 | 第74页 |
