可調諧二極管激光吸收光譜( TDLAS) 技術可用于氣體溫度的高精度快速測量，但目前TDLAS 技術研究一般集中在正壓范圍，真空環境下該技術的應用研究較少。本文利用波長調制法對TDLAS 進行真空下溫度測量的溯源性和誤差進行了實驗研究并進行不確定度分析。實驗以一等標準鉑電阻溫度計作為標準，以高精度恒溫槽作為溫源，采用自研的真空下溫度校準裝置，選取C2H2分子6558 cm^-1附近處譜線對進行真空下的溫度測量。實驗結果表明：在中低溫范圍內，采用C2H2作為分析氣體，TDLAS 測溫具有良好的穩定性和靈敏度，同一等標準鉑電阻的誤差不超過±0.2℃，測量結果的擴展不確定度U= 0.24℃，k = 2。

　　隨著我國航天技術、飛行器載入技術的發展，真空環境試驗、真空熱處理、特別是航天器真空熱試驗成為一項非常重要的試驗驗證工作，其中真空環境下某些基本參數的測量尤其是溫度的測量成為上述研究的關鍵測試技術。但是到目前為止，航天器真空熱試驗中溫度的測量基本上還是采用傳統的接觸式測溫技術，其中熱電偶溫度測量系統應用十分普遍，但隨著航天科學技術的發展，傳統的溫度傳感器測溫技術存在“常壓校，真空用”的問題，在真空下溫度測量中應用存在一定的局限性和不確定性，如高真空環境會導致溫度傳感器的表面解吸、不同氣體組分導致傳感器的熱響應改性; 熱電勢信號較小，當信號采集處理單元安裝在真空室外，連接測量點和信號處理單元間的熱偶電纜比較長，噪聲會對高精度的測量產生不利影響。上述現象表明：當采用常壓下校準的溫度傳感器測量真空環境的溫度存在溯源比較鏈斷裂、真空效應導致溫度傳感器熱電效應發生變化等不可預知的問題。因此發展先進的、準確的、有效的空間真空環境下溫度測量技術有著明確的、長遠的、重大的民用和軍事應用背景。

　　基于上述原因，考慮真空和常壓下溫度測量存在差異，近年來，可調諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)在氣體溫度測量中得到應用，可測量氣體分子振- 轉溫度。由能量均分定律和分子各自由度平衡理論可知，除了一些瞬態過程分子振-轉溫度與平動溫度時刻保持平衡，因此TDLAS 測溫可保證真空下溫度測量的溯源性，作者針對TDLAS 在真空環境下溫度測量的應用進行了理論分析和數值模擬。并基于前期的理論分析成果，本文采用自行研制的真空下溫度校準系統和TDLAS 溫度測量系統，以一等標準鉑電阻溫度計作為標準，以高精度恒溫槽作為溫源，通選取C2H2分子6558 cm ^-1 附近處譜線對，進行TDLAS 在不同真空度的溫度測量與校準進行了實驗研究，為真空下溫度測量的溯源問題提供實驗數據和技術手段。

3、總結

　　當采用常壓下校準的溫度傳感器測量真空環境的溫度存在“常壓校，真空用”的問題導致溯源比較鏈斷裂，同時存在真空效應導致溫度傳感器熱電效應發生變化等不可預知的問題。TDLAS 可測量氣體分子振-轉溫度。由能量均分定律和分子各自由度平衡理論可知，除了一些瞬態過程分子振-轉溫度與平動溫度時刻保持平衡，因此TDLAS 測溫可保證真空下溫度測量的溯源性。本文利用波長調制法對TDLAS 測量真空環境下氣體分子振-轉溫度的進行了實驗研究并進行不確定度分析。實驗以一等標準鉑電阻溫度計作為標準，以高精度恒溫槽作為溫源，采用自研的真空下溫度校準裝置，選取C2H2分子6558 cm^-1附近處譜線對進行真空下的溫度測量。

　　實驗結果表明： ①TDLAS 溫度測量受真空度變化影響較小，在真空下進行溫度測量從理論和實驗結果上不存在溯源性問題。②在中低溫范圍內，采用C2H2作為分析氣體，TDLAS 測溫具有良好的穩定性和靈敏度，同一等標準鉑電阻的誤差絕對值不超過0.2℃，測量結果的擴展不確定度U = 0.24℃，k = 2。因此，TDLAS 溫度測量技術有望發展成真空下溫度測量的有效手段和工作標準。