107一種新皮膚溫度測(cè)定方法

1、一種新的皮膚溫度測(cè)量方法上海交通大學(xué)彭友輝 連之偉摘要 在人體熱舒適研究中皮膚溫度是一個(gè)十分重要的生理指標(biāo)量，它的測(cè)量準(zhǔn)確度對(duì)研究有顯著影響。皮膚溫度接觸式測(cè)量的兩大主要誤差來(lái)自于溫度傳感器及其與皮膚接觸所造成的影響。針對(duì)這兩個(gè)主要問(wèn)題， 本文通過(guò)對(duì)皮膚溫度測(cè)量特性的理論分析提出了一種新的皮膚溫度接觸式測(cè)試方法，設(shè)計(jì)采用了一種薄膜鉑電阻測(cè)皮膚溫度傳感器，并通過(guò)傳熱分析和高精度標(biāo)定來(lái)盡量減少這兩項(xiàng)誤差，最后的綜合測(cè)量誤差可以控制在0.23 以?xún)?nèi)。關(guān)鍵詞 熱舒適 皮膚溫度測(cè)量 薄膜鉑電阻皮膚表面溫度是人體和周?chē)h(huán)境之間進(jìn)行熱交換所形成的生理狀態(tài)值，它與體感溫度有較好的相互關(guān)系， 同時(shí)它也是評(píng)價(jià)環(huán)境

2、溫?zé)岬闹匾笜?biāo)之一，在醫(yī)學(xué)上的生理研究和病理檢測(cè)，以及人體工程學(xué)研究上有較大應(yīng)用，尤其在熱舒適研究領(lǐng)域被作為一個(gè)關(guān)鍵生理指標(biāo)而加以研究。目前的熱舒適評(píng)價(jià)主要基于房格爾（Fanger P.Q預(yù)測(cè)平土投票率-預(yù)測(cè)不滿(mǎn)意率（PMV-PPD ）熱舒適理論，它是建立在以平均皮膚溫度等參數(shù)為輸入的人體熱平衡方程的基礎(chǔ)條件之上的1。 用房格爾熱舒適理論評(píng)價(jià)熱舒適狀態(tài)一般采用的平均皮膚溫度理論估算值，但實(shí)驗(yàn)研究表明通過(guò)真實(shí)的平均皮膚溫度測(cè)量值可以顯著提高評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性 2。 另一方面，熱舒適客觀(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)研究認(rèn)為直接通過(guò)以皮膚溫度為主的人體生理參數(shù)來(lái)反映熱舒適狀態(tài)更直接更準(zhǔn)確，并已有實(shí)驗(yàn)證明平均皮膚溫度在特定熱環(huán)境

3、和人員活動(dòng)情況下可以直接反應(yīng)人體熱舒適狀況3-5 ?？梢钥闯銎つw溫度在熱舒適研究中地位日益突出，可是目前的熱舒適實(shí)驗(yàn)中皮膚溫度的準(zhǔn)確測(cè)量一直是一個(gè)難題。因此， 本文擬通過(guò)對(duì)皮膚溫度測(cè)量特性的理論分析和模擬計(jì)算提出一種精度更高的測(cè)試方法。1 現(xiàn)有皮膚溫度測(cè)量方法一類(lèi)是接觸性皮膚測(cè)溫，測(cè)溫時(shí)都必須將其傳感器貼伏于人體表面各待測(cè)部位，如常用的熱電偶測(cè)皮溫方法；另一類(lèi)，稱(chēng)之為非接觸性皮膚測(cè)溫，測(cè)溫時(shí)無(wú)需與人體接觸，僅通過(guò)接受人體的紅外輻射或微波輻射來(lái)測(cè)定皮溫，如微波熱像儀和紅外熱像儀等。非接觸皮膚側(cè)溫儀器對(duì)皮溫的產(chǎn)生過(guò)程不產(chǎn)生任何影響，最高精度可達(dá)到± 0.1 ， 而且可以結(jié)合成像技術(shù)顯示人

4、體溫度分布圖，本應(yīng)該是理想的高精度測(cè)量手段。但是它在熱舒適實(shí)驗(yàn)中存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題，首先準(zhǔn)確測(cè)量必須建立在獲得準(zhǔn)確的皮膚發(fā)射率基礎(chǔ)上，這在熱舒適實(shí)驗(yàn)中很難實(shí)現(xiàn)；其次熱舒適實(shí)驗(yàn)中受試者的著裝會(huì)覆蓋一些部位的皮膚無(wú)法測(cè)量表面溫度，以及在動(dòng)態(tài)熱舒適實(shí)驗(yàn)中還存在動(dòng)態(tài)性不理想等問(wèn)題， 這些問(wèn)題導(dǎo)致非接觸性皮膚溫度測(cè)試方法在熱舒適實(shí)驗(yàn)中一般只作為輔助方法采用，而普遍采用接觸性皮膚測(cè)溫方法。接觸性皮膚測(cè)溫方法是通過(guò)傳感器與皮膚的直接接觸來(lái)達(dá)到熱平衡后傳感器溫度示數(shù)來(lái)反映皮膚溫度。 這種測(cè)溫方法的精度取決于傳感器溫度讀數(shù)與未接觸傳感器前皮膚溫度的差值。因?yàn)榻佑|法有較高的測(cè)量精度和動(dòng)態(tài)性能，且成本較低，所以在熱舒

5、適實(shí)驗(yàn)中廣泛采用。實(shí)驗(yàn)中，一般通過(guò)透氣性醫(yī)用膠帶把多個(gè)溫度傳感器粘帖在各部位皮膚上，根據(jù)不同研究需要每位受試者布置測(cè)點(diǎn)數(shù)有21 點(diǎn)、 17 點(diǎn)、14 點(diǎn)等 3,7-9，再通過(guò)各部分皮膚溫度取權(quán)重系數(shù)算得平均皮膚溫度。在之前的實(shí)驗(yàn)中，常采用熱電偶作為測(cè)皮膚溫度傳感器，熱電偶可選用 K型、E型、T型，偶絲的截面積一般小于0.5mm2。為了提高測(cè)量精度減小熱電偶偶絲導(dǎo)熱對(duì)測(cè)溫的影響還可以采用熱電偶測(cè)量端與導(dǎo)熱性能良好的集熱片（一般采用銅片）焊在一起，然后再與表面接觸，集熱片厚度一般為0.150.3mm的銅片。這種表面測(cè)溫傳感器的特點(diǎn)是用熱電偶焊接集熱片前后，其性能基本相同。熱電偶焊接前后，熱-電特性

6、變化小于1，響應(yīng)時(shí)間方面非常接近。但是熱電偶作為皮膚溫度測(cè)量傳感器仍存在以下缺點(diǎn)：1 ）受熱電偶本身性能制約，穩(wěn)定性較差，精度較低；2）如果不焊接集熱片，熱電偶偶絲導(dǎo)熱損失會(huì)產(chǎn)生較大誤差。如果焊接集熱片又會(huì)帶來(lái)焊接工藝對(duì)表面測(cè)溫準(zhǔn)確性帶來(lái)的較大影響，以及銅片熱阻的影響；3） Guadagni10實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到當(dāng)熱敏電阻直接暴露測(cè)量恒溫壁面時(shí)受空氣溫度波動(dòng)的影響測(cè)溫結(jié)果產(chǎn)生較大浮動(dòng)。如果不在空氣和熱電偶之間設(shè)置適當(dāng)?shù)臒嶙柚車(chē)鸁岘h(huán)境的溫度浮動(dòng)對(duì)熱電偶測(cè)溫結(jié)果的影響也是存在。同時(shí)， 如果設(shè)置了過(guò)大的熱阻勢(shì)必又會(huì)對(duì)皮膚正常的散熱產(chǎn)生影響，因此空氣和傳感器之間存在一個(gè)最佳的熱阻值，如果不考慮勢(shì)必導(dǎo)致較大的

7、誤差。2 新的皮膚溫度測(cè)量方法的提出針對(duì)熱電偶皮膚溫度測(cè)量中存在的問(wèn)題，本文提出了一種新的皮膚溫度測(cè)量方法，它主要是由薄膜鉑電阻溫度傳感器組成。2.1 新型溫度計(jì)的組成和結(jié)構(gòu)（1）薄膜鉗電阻（Pt1000）傳感器薄膜鉑電阻在表面溫度測(cè)量領(lǐng)域由于其具有和表面鉑熱電阻同樣好的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)時(shí)間以及對(duì)被測(cè)物體的溫場(chǎng)影響更小和越來(lái)越廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在提高皮膚溫度測(cè)量精度方面的兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是：1 ）準(zhǔn)確度高，標(biāo)定前A 級(jí)精度產(chǎn)品在皮膚溫度范圍誤差小于0.25° C； 2）由于薄膜鉑電阻的尺寸極小，可近乎“點(diǎn) ”的溫度測(cè)量。因此，新皮膚溫度測(cè)量溫度計(jì)采用A 級(jí)精度薄膜鉑電阻（Pt1

8、000）作為皮膚表面溫度測(cè)量溫度計(jì)的傳感器，它采用由一層傳感鉗箔淀積于瓷模表面而形成，尺寸為 2.08 M.32 >0.36mm。（ 2）溫度計(jì)結(jié)構(gòu)新皮膚溫度測(cè)量溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1 所示， 它主要由薄膜鉑電阻、聚酰亞胺基板、外接導(dǎo)線(xiàn)組成。薄膜鉑電阻被焊接在聚酰亞胺基板上，通過(guò)基板上的電鍍導(dǎo)線(xiàn)與外接引線(xiàn)間接連接。為了測(cè)量過(guò)程中防止汗水等整個(gè)溫度計(jì)外部涂抹一層普通絕緣膠。使用中，通過(guò)透氣性好（對(duì)皮膚潛熱散熱影響很?。┑尼t(yī)用膠帶把薄膜鉑電阻溫度傳感器粘帖在皮膚上，保證接觸良好，不脫離皮膚。圖1新皮膚溫度測(cè)量溫度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖1薄膜鉗電阻2聚酰亞胺基板3電鍍導(dǎo)線(xiàn)4電極 5外接引線(xiàn)2.2 優(yōu)點(diǎn)這種新溫

9、度計(jì)結(jié)構(gòu)上具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）在結(jié)構(gòu)上增加基板可以防止傳感器與引線(xiàn)連接處的損害；2）通過(guò)電鍍導(dǎo)線(xiàn)間接連接外接導(dǎo)線(xiàn)，從引線(xiàn)的導(dǎo)熱損失造成的誤差可以忽略；3）在皮膚溫度測(cè)量時(shí)，溫度計(jì)的基板表面貼緊皮膚，厚度為0.36mm的薄膜鉗電阻完全陷入皮膚內(nèi)與皮膚形成良好接觸，與皮膚之間的接觸壓力易于控制；4）基板作為傳感器與空氣之間的熱阻可以防止外接熱環(huán)境的影響。3誤差分析對(duì)這種新的皮膚溫度測(cè)量溫度計(jì)皮膚溫度測(cè)量特性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中存在的測(cè)量誤差來(lái)源 可概括為兩方面：1）傳熱誤差，測(cè)量中粘帖溫度計(jì)直接接觸皮膚會(huì)阻礙皮膚正常散熱對(duì)原有皮膚溫度 場(chǎng)產(chǎn)生影響，以及如果薄膜鉗電阻傳感器與周?chē)諝鉄岘h(huán)境之間熱阻不

10、夠時(shí)可能受空氣溫度影響；2）檢定誤差，溫度計(jì)本身存在一定測(cè)量誤差。前者可以通過(guò)傳熱分析來(lái)分析起誤差，后者可以通過(guò)檢定來(lái)估計(jì)誤差大小。3.1傳熱誤差分析為了使薄膜鉗電阻傳感器在皮膚溫度測(cè)量過(guò)程中不受到周?chē)鸁岘h(huán)境的影響，必須在傳感器和空氣之間設(shè)置足夠的熱阻，在確定了基板材料和膠帶粘帖方式后主要是選擇合適基板的厚度。但是這樣又不可避免的造成原有皮膚溫度場(chǎng)的破壞，因此下面通過(guò)建立一個(gè)穩(wěn)態(tài)傳熱模型來(lái)找出一個(gè)合適的基板厚度， 既可以隔斷周?chē)諝鈱?duì)皮膚溫度測(cè)量的結(jié)果，同時(shí)對(duì)原有溫度場(chǎng)影響又最小。皮膚、溫度計(jì)和空氣之間的傳熱示意圖見(jiàn)圖 2。圖2傳熱分析示意圖穩(wěn)態(tài)傳熱模型做了如下簡(jiǎn)化考慮到模型的研究目的不是研究

11、皮膚表面和皮膚組織溫度的準(zhǔn)確分布, 和假設(shè):1)在中性熱環(huán)境下人體主要通過(guò)血管收縮來(lái)控制與環(huán)境之間的熱交換，這個(gè)過(guò)程可以被看作絕熱層的 厚度改變而導(dǎo)致皮膚組織縱向溫度梯度的改變10。因此模型假設(shè)皮膚是一塊平板，一面暴露在空氣中，另一面輸入一個(gè)恒熱流作為人體皮膚散熱量。分析發(fā)現(xiàn)粘帖溫度計(jì)不會(huì)對(duì)50X50mm以外周?chē)つw溫度產(chǎn)生顯著影響，皮膚平板取50X50mm尺寸。2)皮膚由表皮、真皮和皮下組織組成11。表皮層厚度一般為 80X10-6m在模型中忽略。另外，研究表明皮膚表面溫度主要受皮膚組織10mm以下的傳熱影響，其次是 10mm皮膚組織內(nèi)與血管間的換熱，而受淺表皮膚內(nèi)代謝影響很小12,13。因

12、此，模型只考慮真皮層(平均厚度為2mm)。假設(shè)皮膚散熱量全部從皮下組織傳入，真皮層內(nèi)只有熱傳導(dǎo)，無(wú)與血管的熱交換和代謝產(chǎn)熱。當(dāng)溫度計(jì)被粘帖在皮膚上時(shí)，接觸面積非常小對(duì)人體的體溫調(diào)節(jié)幾乎不產(chǎn)生影響，因此散熱量可以看成恒定。3)皮膚和空氣之間以及基板與空氣之間的熱交換被簡(jiǎn)化到一個(gè)綜合換熱系數(shù)；4)皮膚組織密度 p,比熱容C和熱傳導(dǎo)系數(shù)K均設(shè)為常數(shù)；5)忽略了薄膜鉗電阻對(duì)皮膚的壓力影響以及各表面間的接觸熱阻。檢定電流為0.5mA,而且測(cè)量時(shí)間較短未考慮Pt1000的自熱影響。通過(guò)Fluent軟件建立穩(wěn)態(tài)傳熱模型，基板尺寸為12X2.5mm (長(zhǎng)儂)。考慮基板0.1mm, 0.2mm,0.3mm三個(gè)厚

13、度。針對(duì)每個(gè)厚度的結(jié)構(gòu)模型，平均綜合換熱系數(shù)分別取4.6 W/(K m2), 5.5 W/(K m2),6.4 W/(K m2),皮膚顯熱散熱量分別取46.7W/m2、50W/m2、58W/m2,來(lái)考察綜合換熱系數(shù)和顯熱散熱量的影響。薄膜鉗電阻由中間層鍍的鉗膜感應(yīng)溫度的變化而改變阻值從而測(cè)得溫度值，模型中把薄膜鉗電阻中間層平均溫度定義為測(cè)得的溫度值T1。當(dāng)溫度計(jì)粘帖在皮膚上時(shí)，不考慮接觸熱阻情況下，薄膜鉗電阻五面直接與皮膚接觸，只有一面受外界熱環(huán)境影響(如圖 2所示)。通過(guò)比較與皮膚直接接觸的五面 鉗電阻的平均溫度與測(cè)得的溫度T1溫度差得到，可以反映外界熱環(huán)境的影響。模擬發(fā)現(xiàn)基板厚度從0.1m

14、m變到0.3mm,幾乎不變，且一直很小。當(dāng)皮膚散熱量為49.1W/m2,換熱系數(shù)為 7.7W/(K m2)時(shí)，T1=0.00153C。分析原因主要是鉗電阻與空氣之間隔著一層0.1mm的空氣層，而空氣導(dǎo)熱系數(shù)為0.023 W/(K m),只有基板材料導(dǎo)熱系數(shù)的十分之一。因此可以認(rèn)為傳感器讀數(shù)不受周?chē)諝庥绊懀?主要是考察不同基板厚度對(duì)阻礙散熱的影響。通過(guò)比較粘帖溫度計(jì)前后平均皮膚溫度的差得到平均皮膚溫升4T2來(lái)反映阻礙散熱影響，4T2隨基板厚度和散熱量的變化見(jiàn)圖3。比較0.1mm和0.2mm基板厚度下平均皮膚溫度只增加了0.0043C,而厚度從0.2mm增加到0.3mm平均皮膚溫度增加了0.01

15、26C,考慮到0.1mm到0.2mm皮膚溫升不大，為了使溫度計(jì)在結(jié)構(gòu)上更堅(jiān)固基板選取0.2mm厚度。不同個(gè)體在不同熱環(huán)境，不同活動(dòng)狀態(tài)以及不同身體部位差異等情況下等都會(huì)有不同的散熱量和換 熱系數(shù)，對(duì)0.2mm厚度基板比較了不同散熱量和不同換熱系數(shù)下的傳熱誤差Ts,通過(guò)和未粘帖溫度計(jì)前的真實(shí)皮膚溫度之差來(lái)反應(yīng)。圖4所示為不同皮膚散熱量和換熱系數(shù)情況下的傳熱誤差Tb, T3隨著皮膚散熱量的增大而增大，隨換熱系數(shù)的增大而減小。當(dāng)皮膚散熱量為46.67W/m2,換熱系數(shù)為6.4W/(K -m2)時(shí)4T3為0.11 C。一般輕度活動(dòng)量下人體顯熱散熱量要小于50W/m 2,因此4丁3可以控制在0.15C。

16、0.0550.0150.0500.0450.0400.0350.0300.02546.6750.0058.00Heat flux (W/m 2)0.0200.170.160.150.140.130.110.104.65.56.4Convective coefficient (W/(K?m 2)0.123.2 檢定誤差分析在一定的溫度下，先測(cè)量出鉗電阻的電阻， 然后根據(jù)電阻-溫度特性得出等價(jià)的溫度。在0c850c的范圍內(nèi)，工業(yè)鉗熱電阻的電阻一溫度特性為14:(1)R(t) = R(0C )(1 +At +Bt2)式中：R(0C)、R是在溫度分別為0c時(shí)和tC時(shí)鉗電阻的電阻值。由檢定規(guī)程14可知:

17、對(duì)于A(yíng)級(jí)鉗電阻溫度計(jì)，檢定點(diǎn)為0C, 100 C,必要時(shí)在t點(diǎn)檢定，當(dāng)電阻溫度系數(shù) 遁差，0C, 100c點(diǎn)的允許偏差均合格時(shí)，增加上限溫度點(diǎn)或300c點(diǎn)檢定。其熱電阻實(shí)際電阻值對(duì)分度表標(biāo)稱(chēng)電阻值以溫度表示的允許偏差為(215+0.002|t| C ),其電阻溫度系數(shù) 樹(shù)標(biāo)稱(chēng)值” =0.003851的偏差為10.000006。檢定合格的鉗電阻的測(cè)量溫度由按分度表(理想的純鉗絲的電阻溫度關(guān)系)計(jì)算， 公式(1)中的常數(shù)A=3.9083X10-3C, B=-5.775 X10-7C。但實(shí)際使用中因?yàn)殂Q絲的純度限制，以及鉗敏感 元件絕緣和支持材料熱膨脹引起的應(yīng)力等原因，鉗電阻的電阻一溫度關(guān)系和它是有

18、一定偏離的。如果按這種情況，假設(shè)皮膚溫度范圍在1040c區(qū)間，將導(dǎo)致鉗電阻誤差在0.170.23C,對(duì)于皮膚溫度測(cè)量精度仍不理想?？紤]到這種誤差屬于系統(tǒng)誤差，可以通過(guò)修正方法加以改善。根據(jù)任意鉗電阻都有自己特性的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了通過(guò)公式法對(duì)A級(jí)精度鉗電阻進(jìn)行修正可以在0250 c范圍內(nèi)把鉗電阻測(cè)溫偏差控制在3.04c 15,16。公式法的具體實(shí)施如下：工業(yè)鉗電阻先按JJG229-1998檢定規(guī)程的要求進(jìn)行常規(guī)檢定， 如果檢定合格，再根據(jù)實(shí)際使用情況， 對(duì)鉗電阻進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)，將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)代入公式(1),通過(guò)計(jì)算就可以得到具體的 A1, B1o對(duì)具體的鉗電阻 而言。公式(1)就變成了：R(t) =

19、R(0°C)(1 +A1t +B1t2)具體檢定辦法如下：將全部鉗電阻與一臺(tái)高性能數(shù)字多用表/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(KEITHLEY 2700)連接,熱電阻測(cè)量信號(hào)可同時(shí)通過(guò)該系統(tǒng)自動(dòng)存入電腦。檢定電流為1mA,電阻值為1000時(shí)誤差0.001 Qo將一支型號(hào)為 WZPB的一等標(biāo)準(zhǔn)鉗電阻和鉗電阻 (編號(hào)B1B5, R1R5)同時(shí)放入恒溫槽中進(jìn)行溫度測(cè) 量。取編號(hào)B1B5, R1R5十個(gè)鉗電阻，按0C, 20.43C和30.29C情況下測(cè)得的阻值 R (0C), R(20.43C)和R (30.29C),算得Ai和Bi,進(jìn)而得到各自的阻值 一溫度特性曲線(xiàn)。見(jiàn)下表 1。由上表可以看出通過(guò)公式法修

20、正后測(cè)溫誤差最大為0.055C (編號(hào)R1)。圖5為B1修正前后測(cè)溫誤差對(duì)比圖。表1 B1B2, R1R5阻值一溫度特性曲線(xiàn)和最大誤差值編號(hào)電阻-溫度特性公式最大誤差CB1R(t)=999.960 X (1+3.8935X10-3t-3.16 X10 -7t 2)0.051B2R(t)=1000.600 X (1+3.9096X10-3t-1.48 X10 -6t 2)0.049B3R(t)=999.930 X (1+3.9203X10-3t-1.08 X10 -6t 2)0.045B4R(t)=1000.010 X (1+3.9245X10-3t-1.29 X10 -6t 2)0.048B5

21、R(t)=1000.450 X (1+3.9429X10-3t-1.89 X10 -6t 2)0.044R1R(t)=1000.290 X (1+4.0952X10-3t-4.59 X10 -6t 2)0.055R2R(t)=1000.110 X (1+3.9426X10-3t-1.53 X10 -6t 2)0.045R3R(t)=1000.300 X (1+3.9134X10-3t-8.92 X10 -7t 2)0.044R4R(t)=1000.090 X (1+3.9106X10-3t-6.46 X10 -7t 2)0.042R5R(t)=1000.590 X (1+3.9238X10-3

22、t-1.08 X10 -7t 2)0.040為了消除鉗電阻引線(xiàn)阻值產(chǎn)生的誤差,推薦采用四線(xiàn)制接法，但是預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每個(gè)傳感器采用四線(xiàn)制導(dǎo)致引線(xiàn)太多太重，對(duì)受試者可能產(chǎn)生不舒適感，因此實(shí)驗(yàn)中采用的是二線(xiàn)制。為此必須對(duì)二線(xiàn)制帶來(lái)的誤差進(jìn)行分析。圖 6是編號(hào)B1鉗電阻分別采用二線(xiàn)制和四線(xiàn)制在不同溫度下的阻值。從圖中可以 看出二線(xiàn)制和四線(xiàn)制的阻值差基本恒定，B1的平均阻值差為2.066 Q,最大偏差為0. 099，修正后最大測(cè)溫誤差0.026 C。因此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中采用對(duì)應(yīng)編號(hào)二線(xiàn)制測(cè)得的阻值，通過(guò)其平均阻值差來(lái)修正，各鉗電阻平均阻值差見(jiàn)表 2。圖7 B1阻值一溫度特性曲線(xiàn)修正前后測(cè)溫誤差對(duì)比圖iSDE

23、 WQSHimma值阻電阻電粕1145.0001140.0001135.0001130.0001125.0001120.0001115.0001110.0001105.00025.00圖6 B1不同溫度下二線(xiàn)制和四線(xiàn)制阻值對(duì)比3.3 綜合誤差綜合考慮四線(xiàn)制情況下分度表導(dǎo)致的檢定誤差和實(shí)際測(cè)量中采用二線(xiàn)制修正四線(xiàn)制導(dǎo)致的誤差，得到編號(hào)B1B5, R1R5鉗電阻測(cè)量誤差見(jiàn)下表 2,標(biāo)定最大誤差為 0.08C。另外，3.1節(jié)的傳熱誤差 分析可知這種新測(cè)皮溫溫度計(jì)采用接觸測(cè)量方法帶來(lái)的傳熱誤差小于0.15 C。因此，這種新皮膚溫度測(cè)量溫度計(jì)的綜合誤差可以控制在0.23 C以?xún)?nèi)。表2 B1B2, R1R

24、5鉗電阻測(cè)溫誤差編號(hào)分度表最大誤差二線(xiàn)制修止阻值（最大俅差）二線(xiàn)制修止溫度誤差標(biāo)定誤差QB10.0512.066 +0.0990.0260.077B20.0492.091 +0.0790.0200.069B30.0452.082 +0.0810.0210.066B40.0482.072 +0.1100.0280.076B50.0442.087 +0.0680.0180.062R10.0552.080 +0.0970.0250.080R20.0452.078 +0.0950.0250.070R30.0442.091 +0.0880.0230.066R40.0422.077 +0.1020.026

25、0.069R50.0402.075 +0.0970.0250.0654結(jié)論本文提出了一種新的皮膚溫度測(cè)量方法，采用薄膜鉗電阻溫度計(jì)，相比常用的熱電偶皮膚測(cè)量方 法有較好改進(jìn)。采用 A級(jí)精度薄膜鉗電阻通過(guò)公式法標(biāo)定可以把標(biāo)定誤差降低到0.08 C以下。另外，通過(guò)電鍍導(dǎo)線(xiàn)間接引出外接引線(xiàn)消除了引線(xiàn)導(dǎo)熱引起的測(cè)量誤差，以及基板還起到隔斷周?chē)諝鈱?duì)傳感器測(cè)量結(jié)果的影響等設(shè)計(jì)使溫度計(jì)測(cè)量皮膚溫度過(guò)程中傳熱誤差小于0.15C .最后綜合評(píng)價(jià)測(cè)量誤差可以控制在0.23 C以下。參考文獻(xiàn)1 P.O.Fanger. Thermal ComfortM , Robert E.Krieger Publishing c

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