随着温度传感器技术日新月异,温度测试研究已从稳态温度场转向瞬态温度场,尤其是针对瞬态高温的精准测试研究已成为时下热门课题。热电偶作为常用的温度传感器之一,因其测温范围较大、测温上限较高等被广泛应用于高温测试环境。但是,其滞后性的存在往往会导致测温延迟,最终造成测温不准确等问题。因此针对高温、高难度、单次瞬态等恶劣环境下温度测试对热电偶传感器提出的严苛要求,开展有关热电偶时间常数测试方法及时间常数精准测试的研究具有十分重要的意义。为了解决热电偶时间常数测试过程中所面临的关键问题,即如何获取较为理想的阶跃温度激励信号,本文提出采用基于激光加热的正、负阶跃信号激励法实现对热电偶时间常数的测试研究。并在构建的热电偶时间常数测试系统中完成时间常数测试实验。时间常数测试系统主要以加热能量源—高功率半导体激光器、共轭无像差大椭球面反射镜、红外探测器以及反馈控制模块构成。采用正阶跃信号激励法测试热电偶时间常数时,系统中的模糊PID反馈控制模块根据红外探测器所接收的热电偶表面温度信号反馈控制激光器输出功率,以使热电偶在较短时间内获得预期平衡温度激励。采用负阶跃信号激励法测试热电偶时间常数时,在稳定环境下使激光器以一定的输出功率对热电偶结点进行加热。待热电偶达到热动态平衡时,立即切断激光加热源,使热电偶产生负阶跃形式的动态测温过程。针对上述两种时间常数测试方法,本文首先基于ANSYS有限元仿真软件平台分别模拟两种方法下激光加热热电偶结点的瞬态传热过程。并对仿真结果进行理论分析计算;其次,基于构建的热电偶时间常数测试系统证明了模糊PID反馈控制技术的优越性。同时完成了两种方法下热电偶时间常数测试实验,并对两种测试方法优劣性进行比较,提出将两者结合的方法。最后,探究了不同测试温度对快速响应热电偶时间常数的影响,并给出拟合曲线及拟合函数。