集成热电偶和预测算法共同构成一个统一的控制系统，以绕过高温测试的物理限制。该系统不直接将传感器连接到测试表面，而是测量样品底部的温度，并使用补偿算法计算压痕表面的特定温度。
在高温塑性测试中，由于机械干扰，直接测量表面通常不切实际。该系统通过结合加热块的实时数据和考虑样品厚度及导热性的算法来解决此问题，以确保精确的闭环控制。
直接测量的挑战
实际限制
在压痕塑性测试中，将温度传感器直接连接到样品表面很少可行。传感器的存在会干扰压头或材料的机械响应。
间接方法的必要性
由于测试过程中无法直接测量表面温度，因此系统必须依赖间接测量。这需要监测热源并以数学方式确定热量如何通过材料传播。
间接测量解决方案
热电偶的战略性放置
该系统使用嵌入加热块中的热电偶，这些热电偶专门放置在样品底部附近。这提供了对施加到样品底部的热量的稳定、实时的读数。
补偿算法的作用
来自底部热电偶的原始数据不能代表顶表面的温度。系统采用补偿算法来弥合这一差距。
关键算法输入
为了得出实际的测试温度，算法会根据特定的材料变量处理底部温度。它考虑了样品厚度和材料的导热性，以模拟轴向热分布。
闭环控制
计算出的表面温度作为系统的反馈机制。它实现了闭环控制，使机器能够自动调整加热功率，以在样品表面保持精确的预设温度。
理解权衡
依赖材料数据
此校准方法的准确性在很大程度上取决于输入数据的质量。由于系统是计算温度而不是直接测量，因此输入的导热性或厚度值中的任何错误都将导致温度偏差。
热滞后
虽然算法考虑了稳态分布，但快速的加热变化可能会引入轻微的延迟。系统假设从加热块到表面的热传递是可预测的，这需要样品与加热块之间保持一致的接触。
为您的项目做出正确选择
为了确保使用此自动校准方法获得有效结果，请考虑以下建议：
- 如果您的主要关注点是实验精度：在编程控制系统之前，严格验证样品的导热性值至关重要。
- 如果您的主要关注点是稳定重复性：确保所有样品的样品厚度均匀且严格控制，以保持算法的准确性。
通过将材料的热性能视为仪器校准数据的一部分，您可以将物理估计转化为精确的控制指标。
总结表：
| 组件 | 校准中的作用 | 对准确性的影响 |
|---|---|---|
| 嵌入式热电偶 | 实时监测加热块底部的温度。 | 提供稳定的基线数据。 |
| 补偿算法 | 模拟轴向热分布以计算表面热量。 | 弥合底部和表面之间的差距。 |
| 材料变量 | 厚度和导热性的输入。 | 对于精确的温度建模至关重要。 |
| 闭环控制 | 根据算法反馈调整加热功率。 | 确保一致的测试环境。 |
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参考文献
- Hannes Tammpere, T.W. Clyne. Profilometry‐Based Indentation Plastometry at High Temperature. DOI: 10.1002/adem.202301073
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
