研究目的
基于热阻电等效原理分析辐射计的灵敏度,并提出最佳灵敏度测量所需的高效温差方案。
研究成果
与经典CT架构相比,CDT架构因其不受室温影响而有所改进。灵敏度分析表明,只有采用PTC传感器的架构能为PWM输出提供线性灵敏度。
研究不足
在模拟输出分析中,CT架构的灵敏度会随着辐射的增加而降低,并且依赖于室温,这是CDT架构所没有的限制。
1:实验设计与方法选择:
本研究分析了两种主要架构的辐射计——恒温(CT)与恒定温差(CDT)辐射计,采用PTC和NTC型传感器,输出信号类型包括模拟电压与脉宽调制信号。
2:样本选择与数据来源:
基于表I所列参数进行模拟,环境温度范围设定为?20至40°C,并设置多组入射辐射值。
3:实验设备与材料清单:
热敏电阻传感器(PTC和NTC型)、惠斯通电桥、运算放大器、脉宽调制器。
4:实验流程与操作步骤:
通过模拟辐射计在不同环境温度及入射辐射强度下的响应,对比CT与CDT架构的灵敏度差异。
5:数据分析方法:
基于两种架构及传感器类型的推导公式评估灵敏度,结果以图表形式呈现。
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Wheatstone bridge
Used in the feedback loop of the radiometer to maintain the sensor at a constant temperature or constant temperature difference.
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PTC sensor
Positive temperature coefficient sensor used in the radiometer for measuring solar radiation.
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NTC sensor
Negative temperature coefficient sensor used in the radiometer for measuring solar radiation.
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Pulse Width Modulator
Used in the feedback loop of the radiometer to generate a pulse width modulated output signal.
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