一种用于本征柔性线圈测量温度间隙的标定转换方法

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特别涉及到基于本征柔性传感器的温度和间隙测量。

背景技术

现代大型工业设备存在着很多狭小曲面层间结构，为确保系统安全，需要测量狭小曲面层间间隙与温度。由于层间间隙狭小、接触表明不规则，因此给传统刚性传感器的安装带来困难。故而，迫切需要传感器具有柔性，能柔顺地贴敷于曲面层间以完成温度与间隙的测量任务。而基于导电高分子复合材料的本征柔性线圈具有温度和间隙敏感效应，因此有潜力用于实现狭小曲面层间温度与间隙测量。但本征柔性线圈的温度-阻抗效应和间隙-阻抗效应在整个测量过程中都交织在一起，进而用传统的标定与转换方法无法实现温度和间隙的同时测量。因此，如何消除温度阻抗效应和间隙阻抗效应交叉敏感对测量产生的不利影响是亟需解决的难题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足之处，提出一种用于本征柔性线圈测量温度间隙的标定转换方法，包括以下步骤：

1、标定数据获取

确定温度变化标定值ΔT

2、数据转换实现

获取本征柔性线圈的电阻变化值ΔR，所述ΔR的大小为R[T(0)+ΔT]-R[T(0)]，其中，ΔT为待测的温度变化值，R[T(0)]为本征柔性线圈在T(0)下的电阻值，R[T(0)+ΔT]为本征柔性线圈在[T(0)+ΔT]下的电阻值；获取本征柔性线圈的阻抗变化值ΔZ，所述ΔZ的大小为Z{[T(0)+ΔT]，[G(0)+ΔG]}-Z[T(0)，G(0)]，其中，ΔG为待测的间隙变化值，Z[T(0)，G(0)]为本征柔性线圈在T(0)和G(0)下的阻抗值，Z{[T(0)+ΔT]，[G(0)+ΔG]}为本征柔性线圈在[T(0)+ΔT]和[G(0)+ΔG]下的阻抗值；

得到待测的温度变化值ΔT，其大小为ΔT

得到T(0)+ΔT时对应于ΔG

本发明的特点及效果：

本发明提出的用于本征柔性线圈测量温度间隙的标定转换方法，首先获取本征柔性线圈的温度变化-电阻变化标定数据、温度变化-阻抗变化标定数据和间隙变化-阻抗变化标定数据；然后用本征柔性线圈的电阻变化值和温度变化-电阻变化标定关系得到待测的温度变化值，进而由温度变化值和温度变化-阻抗变化标定关系得到温度变化引发的阻抗变化值，再用总的阻抗变化值扣除温度变化引发的阻抗变化值得到间隙变化引发的阻抗变化值，最后，用间隙变化引发的阻抗变化值和间隙变化-阻抗变化标定关系得到待测的间隙变化值。用本发明提出的方法能解决温度阻抗效应和间隙阻抗效应之间存在的交叉敏感对测量产生不利影响的难题，特别适用于现代大型设备狭小曲面层间温度和间隙同时测量等领域。

具体实施方式

1、获取温度变化-电阻变化标定数据：<ΔT

2、获取本征柔性线圈在初始间隙时的温度变化-阻抗变化标定数据：

<ΔT

3、获取本征柔性线圈的间隙变化-阻抗变化标定数据：<ΔG

4、通过本征柔性线圈的电阻值得到本征柔性线圈的电阻变化值ΔR，所述ΔR的大小为R[T(0)+ΔT]-R[T(0)]，其中，ΔT为待测的温度变化值、R[T(0)]为本征柔性线圈在T(0)下的电阻值，R[T(0)+ΔT]为本征柔性线圈在T(0)+ΔT下的电阻值；

5、通过本征柔性线圈的阻抗值得到本征柔性线圈的阻抗变化值ΔZ，所述ΔZ的大小为Z[T(0)+ΔT，G(0)+ΔG]-Z[T(0)，G(0)]，其中，G(0)为初始间隙、ΔG为待测的间隙变化值、Z[T(0)，G(0)]为本征柔性线圈在T(0)和G(0)下的阻抗值，Z[T(0)+ΔT，G(0)+ΔG]为本征柔性线圈在T(0)+ΔT和G(0)+ΔG下的阻抗值；

6、得到待测的温度变化值ΔT的值，其大小为ΔT

7、得到本征柔性线圈在G(0)下由ΔT引起的阻抗变化值ΔZ{[T(0)，G(0)]；[T(0)+ΔT，G(0)]}，其大小为ΔZ

8、得到本征柔性线圈在T(0)+ΔT时由ΔG引起的阻抗变化值ΔZ{[T(0)+ΔT，G(0)]；[T(0)+ΔT，G(0)+ΔG]}，其大小为ΔZ-ΔZ{[T(0)，G(0)]；[T(0)+ΔT，G(0)]}；

9、得到本征柔性线圈在T+ΔT时对应于各个间隙变化标定值的阻抗变化值：

(1)、得到对应间隙变化标定值ΔG

(2)、得到对应间隙变化标定值ΔG

…

(N)、得到对应间隙变化标定值ΔG

10、得到待测的间隙变化值ΔG，其大小为

ΔG