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【讨论】关于DSC的灵敏度

热分析仪

  • 灵敏度的定义,我理解应该是对最小信号的检测能力,用标准物质铟来检测,不一定反应的是仪器的灵敏度,因为它的放热/吸热量肯能远超过过DSC的检测最小值,另外用信噪比来衡量也未必能完全反应仪器的灵敏度。因为低噪声确实和灵敏度直接相关,但是我们看到的基线也包含了仪器稳定性的噪声。
    我认为检测可以这样来做: 用一个标准物质,在制定温度下,直接给出从炉体出来的电平信号值,再归一化,这样比较准确。如 XXuW/mW。之所以从炉体出来的信号检测,是因为后面的信号可能会被不同的厂家进行放大或数学处理,这样就没有实际的意义了。

    但是有个问题我一直没搞清楚,从热电偶出来的一般都是电压信号,xxuV, 而不是uW, 因为电偶是不输出电流信号的,只有电压信号。所以很多厂家给出的灵敏度 xxuW/mW,不知道它们是如何计算出来的,请各位专家指点。
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  • tutm

    第1楼2009/11/17

    我对此的理解与你稍有不同:
    从测试原理来说,在DSC仪器中,由于测试是基于与参比物相对比较,因此灵敏度应该不是指最小热流信号的检测能力,而是指对热流信号变化的准确“分辨”能力。

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  • tutm

    第2楼2009/11/17

    我对此的理解与你稍有不同:
    从测试原理来说,在DSC仪器中,由于测试是基于样品与参比物相对比较,因此很多DSC仪器的灵敏度指标实际上应该不是指最小热流信号的检测能力,而是指对热流信号变化的最小“分辨”能力。
    很多情况下,DSC的灵敏度和分辨率概念经常有些混淆。
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    另外,你写的单位“XXuW/mW”,不太明白分母是指什么。这个单位是指信噪比?

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  • tutm

    第3楼2009/11/17

    热电偶出来的电压信号,xxuV,是通过已知比热的标样转换为mW的,如使用蓝宝石,这个方法应该比较好理解;也可以用已知熔融热标样,如In等。
    如用第一种方法,某点温度下曲线uV值所对应的热流功率(mW或W)应该等于标样在该温度下的比热值乘以升温速度(或降温),再乘以标样重量。具体单位可以热能、重量和时间的单位而取用。各种仪器可能还有一些修正系数,但原理上就是这样的了。
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    由此可见,uV值与mW的关系与升/降温速率有关,并且各台仪器之间并没有固定关系,都需要使用标样来标定。

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  • 人来人往

    第4楼2009/11/19

    DSC的灵敏度始终是一个争议较大的话题,也很有意思,如下面链接中的争论。但话题终于被扯偏了,非常可惜。

    http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080912/1478967/index.shtml


    我对灵敏度的理解是:仪器识别有效信号的能力。

    In的峰高/半峰宽则体现了仪器对信号分离能力,分辨率。

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  • longchina

    第5楼2009/11/23

    大部分的厂家给出灵敏度的单位是xxuW/mW, 其实严格说来不是灵敏度,而是一个相当于热传输系数的这个一个指标,相当说是在单位mW的热量里,仪器输出的电压功率。可以说这个值越高,灵敏性应该越好。
    灵敏度应该是一个绝对的热量值,越小越表明其指标好。
    至于分辨率,不能完全说明灵敏性能,因为这个值跟数字采样的位数有关,位数越高,分辨率越好,这不能完全反应热电偶的好坏。

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  • longchina

    第6楼2009/11/23

    热传输系数反映的是炉子内部的热电偶的指标,分辨率反映了后面数采的性能

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  • KK-yiqi

    第7楼2009/11/23

    应助达人

    分辨率与采样的位数有关,位数越高,分辨率越好。这值得商榷,噪音太大,位数再高也无法获得好的分辨率。灵敏性能不能完全说明分辨率,还要看信噪比。

    longchina(longchina) 发表:大部分的厂家给出灵敏度的单位是xxuW/mW, 其实严格说来不是灵敏度,而是一个相当于热传输系数的这个一个指标,相当说是在单位mW的热量里,仪器输出的电压功率。可以说这个值越高,灵敏性应该越好。
    灵敏度应该是一个绝对的热量值,越小越表明其指标好。
    至于分辨率,不能完全说明灵敏性能,因为这个值跟数字采样的位数有关,位数越高,分辨率越好,这不能完全反应热电偶的好坏。

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  • longchina

    第8楼2009/11/23

    支持你这种说法,信噪比其实就和前面的热电偶挂上钩了,同等情况下,热传输系数大,信噪比要好。信噪比应该是个模拟指标,反应的是热电偶的性能。

    KK-yiqi(zhengkang) 发表:分辨率与采样的位数有关,位数越高,分辨率越好。这值得商榷,噪音太大,位数再高也无法获得好的分辨率。灵敏性能不能完全说明分辨率,还要看信噪比。

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  • ytboy652

    第9楼2009/12/03

    灵敏度与仪器的性能有关,分辨率很大程度上与操作条件有关,灵敏度与分辩率是互相对立的。

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  • longchina

    第10楼2009/12/30

    其实在其他行业,灵敏度的定义的值应该是的功率的单位,也就是说应该是mW,或者是uV. 它是个绝对的功率单位。而在热分析中,我看到大部分都写成uV/mW 或者nW/mW,意思是说当有1mW的热流变化时,热电偶的输出信号变化了多少,如果这样写的话,表示的是一个热传递的函数值。
    另外说到分辨率,大家说的应该是分辨两个挨的比较近的两个峰的能力,两个峰如果高度差不多的话,比较好分辨。如果一个大,一个小,就会有一定难度了,很可能大的信号的裙边可能会把小信号给淹没掉,所以我理解分辨率不仅会和灵敏度有关,而更重要的是,它与热电偶的响应速度有很大关系,因为响应速度越快,它所代表的信号裙边就会越抖,这样小信号就更容易显现出来。
    所以两个指标不能混成一个了。

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