專利名稱:在載流路徑中的熱電偶測量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明大體上涉及用熱電偶測量在載流路徑中的溫度和電流的方法。
背景技術(shù):
通常包括小直徑金屬線的形狀記憶合金(SMA)裝置正在越來越多地結(jié)合到各種機(jī)構(gòu)中。SMA裝置通常響應(yīng)于溫度變化改變形狀即拉伸和/或收縮。通常,溫度變化是電流通過該SMA裝置引起的。重要的是要監(jiān)控SMA裝置的溫度以確保SMA裝置適當(dāng)工作。已知的是采用熱電偶來測量各種裝置的溫度。熱電偶測量在與物體接觸的不類似金屬化合物的兩個連接導(dǎo)線之間的電位差即電壓。測量出的電位差被參考與用來計算物體溫度的特定熱電偶相關(guān)聯(lián)的查詢表/相互關(guān)系表。但是,在電流流經(jīng)物體例如SMA裝置時, 流經(jīng)電流通路的電動勢干擾了熱電偶的電位差讀數(shù),由此使得在由熱電偶測量出的電位差和物體溫度之間的標(biāo)準(zhǔn)相互關(guān)系不準(zhǔn)確。
發(fā)明內(nèi)容
披露了一種采用熱電偶計算金屬線的溫度和流經(jīng)該金屬線的電流的方法。該熱電偶至少包括與金屬線連接的第一導(dǎo)線和與金屬線連接的第二導(dǎo)線,并且第二導(dǎo)線沿著金屬線的縱向軸線與第一導(dǎo)線軸向間隔開第一軸向距離。該方法包括在電流處于第一極性的情況下測量出熱電偶的第一電壓讀數(shù)。該方法還包括在同樣的電流處于第二極性的情況下測量熱電偶的第二電壓讀數(shù)。該方法還包括求得第一電壓讀數(shù)和第二電壓讀數(shù)的平均值以獲得平均電壓讀數(shù)。該方法還包括由平均電壓讀數(shù)計算金屬線的溫度。該方法還包括計算出第一電壓讀數(shù)和第二電壓讀數(shù)的差以獲得從流經(jīng)金屬線的電流獲得的電壓差;并且基于在第一電壓讀數(shù)和第二電壓讀數(shù)之間的電壓差計算出流經(jīng)金屬線的電流。在本發(fā)明的另一個方面中,披露了一種用熱電偶測量具有流經(jīng)金屬線的電流的該金屬線溫度的方法。熱電偶包括第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線。該方法包括將第一導(dǎo)線附接到金屬線上。該方法還包括將第二導(dǎo)線附接到金屬線上。該方法還包括暫時中斷流經(jīng)金屬線的電流。該方法還包括測量熱電偶在電流中斷時的第一電壓讀數(shù);并且從第一電壓讀數(shù)中計算出金屬線的溫度。在本發(fā)明的另一個方面中,披露了一種用熱電偶測量在具有流經(jīng)金屬線的電流的該金屬線中的電流。該熱電偶包括附接到金屬線的第一導(dǎo)線和附接到金屬線的第二導(dǎo)線。 第二導(dǎo)線沿著金屬線的縱向軸線與第一導(dǎo)線軸向間隔開。該方法包括測量出熱電偶的電壓讀數(shù)。該方法還包括確定出金屬線的溫度。該方法還包括從熱電偶的電壓讀數(shù)中減去熱電偶的由金屬線的溫度引起的電壓讀數(shù)的部分以獲得熱電偶的由流經(jīng)金屬線的電流引起的電壓讀數(shù)的部分;并且基于由流經(jīng)金屬線的電流引起的電壓讀數(shù)的那部分計算出流經(jīng)金屬線的電流值。因此,本發(fā)明披露了一種在電流流經(jīng)金屬線期間用熱電偶測量溫度和/或流經(jīng)金屬線的電流的方法,由此能夠使用熱電偶測量出由電流加熱的SMA裝置的溫度。
從結(jié)合附圖
給出的用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的以下詳細(xì)說明中很容易了解本發(fā)明的上面特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還提供如下方案
方案1. 一種采用熱電偶計算金屬線的溫度和流經(jīng)所述金屬線的電流的方法,所述熱電偶至少具有與所述金屬線耦接的第一導(dǎo)線和與所述金屬線耦接的第二導(dǎo)線,并且所述第二導(dǎo)線沿著所述金屬線的縱向軸線與所述第一導(dǎo)線軸向間隔開第一軸向距離,所述方法包括
在電流處于第一極性的情況下測量所述熱電偶的第一電壓讀數(shù); 在同樣的電流處于第二極性的情況下測量所述熱電偶的第二電壓讀數(shù); 求所述第一電壓讀數(shù)和所述第二電壓讀數(shù)的平均值以獲得平均電壓讀數(shù); 從所述平均電壓讀數(shù)計算所述金屬線的所述溫度;
計算所述第一電壓讀數(shù)和所述第二電壓讀數(shù)的差以獲得從流經(jīng)所述金屬線的電流獲得的電壓差;并且
基于在所述第一電壓讀數(shù)和所述第二電壓讀數(shù)之間的電壓差計算流經(jīng)所述金屬線的所述電流。方案2.如方案1所述的方法,其特征在于,其還包括使得流經(jīng)所述金屬線的電流的極性從所述第一極性反轉(zhuǎn)到所述第二極性。方案3.如方案1所述的方法,其特征在于,基于所述電壓差計算流經(jīng)所述金屬線的電流包括求解方程
權(quán)利要求
1.一種采用熱電偶計算金屬線的溫度和流經(jīng)所述金屬線的電流的方法,所述熱電偶至少具有與所述金屬線耦接的第一導(dǎo)線和與所述金屬線耦接的第二導(dǎo)線,并且所述第二導(dǎo)線沿著所述金屬線的縱向軸線與所述第一導(dǎo)線軸向間隔開第一軸向距離,所述方法包括在電流處于第一極性的情況下測量所述熱電偶的第一電壓讀數(shù);在同樣的電流處于第二極性的情況下測量所述熱電偶的第二電壓讀數(shù);求所述第一電壓讀數(shù)和所述第二電壓讀數(shù)的平均值以獲得平均電壓讀數(shù);從所述平均電壓讀數(shù)計算所述金屬線的所述溫度;計算所述第一電壓讀數(shù)和所述第二電壓讀數(shù)的差以獲得從流經(jīng)所述金屬線的電流獲得的電壓差;并且基于在所述第一電壓讀數(shù)和所述第二電壓讀數(shù)之間的電壓差計算流經(jīng)所述金屬線的所述電流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,其還包括使得流經(jīng)所述金屬線的電流的極性從所述第一極性反轉(zhuǎn)到所述第二極性。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述電壓差計算流經(jīng)所述金屬線的電流包括求解方程其中I為流經(jīng)所述金屬線的電流;V為由流經(jīng)所述金屬線的電流在所述第一軸向距離上引起的電壓,即由于電流的存在而導(dǎo)致的電動勢;并且R為所述金屬線沿著所述第一軸向距離的電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述電壓差計算流經(jīng)所述金屬線的電流包括參考使各種電壓與已知的金屬線電流相關(guān)聯(lián)的相互關(guān)系表。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一極性等于所述第二極性,并且其中所述熱電偶包括第三導(dǎo)線,其中第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線中的兩個每個都為正極導(dǎo)線或負(fù)極導(dǎo)線中的一個,而所述第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線中的另一個為所述負(fù)極導(dǎo)線或所述正極導(dǎo)線中的另一個,其中所述方法還包括將所述第三導(dǎo)線附接到所述金屬線, 使得所述第三導(dǎo)線與所述第二導(dǎo)線軸向間隔開第二軸向距離,所述第二導(dǎo)線軸向設(shè)置在所述第一導(dǎo)線和所述第三導(dǎo)線之間,并且所述第一軸向距離等于所述第二軸向距離。
6.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,測量所述第一電壓讀數(shù)還被限定為測量在所述第一導(dǎo)線和所述第二導(dǎo)線之間的第一電壓讀數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,測量所述第二電壓讀數(shù)還被限定為測量在所述第二導(dǎo)線和所述第三導(dǎo)線之間的第二電壓讀數(shù)。
8.一種用熱電偶測量具有流經(jīng)金屬線的電流的所述金屬線的溫度的方法,所述熱電偶具有第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線,所述方法包括將所述第一導(dǎo)線附接到所述金屬線;將所述第二導(dǎo)線附接到所述金屬線;消除流經(jīng)所述金屬線的電流在所述金屬線的溫度上的影響;獲得熱電偶的在消除了所述電流在所述金屬線的溫度上的影響時的第一電壓;并且從所獲得的第一電壓中計算所述金屬線的溫度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,消除流經(jīng)所述金屬線的電流的影響包括切斷電流,并且獲得第一電壓包括在切斷電流之后的一段時間內(nèi)獲取至少一個電壓讀數(shù)并且使用所述至少一個電壓讀數(shù)獲得所述第一電壓。
10.一種用熱電偶測量在具有流經(jīng)金屬線的電流的所述金屬線中的電流的方法,所述熱電偶具有附接到所述金屬線的第一導(dǎo)線和附接到所述金屬線并且沿所述金屬線的縱向軸線與所述第一導(dǎo)線軸向間隔開的第二導(dǎo)線,所述方法包括測量所述熱電偶的電壓讀數(shù);確定所述金屬線的溫度;從所述熱電偶的電壓讀數(shù)中減去由所述金屬線的溫度引起的熱電偶的電壓讀數(shù)的部分以獲得由流經(jīng)所述金屬線的電流引起的所述熱電偶的電壓讀數(shù)的部分;并且基于由流經(jīng)所述金屬線的電流引起的電壓讀數(shù)的所述部分計算出流經(jīng)所述金屬線的電流的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及在載流路徑中的熱電偶測量,具體地,涉及一種用熱電偶測量金屬線的溫度和流經(jīng)所述金屬線的電流的方法,該方法包括在電流處于第一極性時從熱電偶中獲取第一電壓讀數(shù)并且在電流處于第二極性時從熱電偶中獲取第二電壓讀數(shù)。將第一電壓讀數(shù)和第二電壓讀數(shù)求平均值以獲得平均電壓讀數(shù),其被參考相互關(guān)系表以計算出金屬線的溫度。將在第一電壓讀數(shù)和第二電壓讀數(shù)之間的電壓差的一半除以在金屬線中的電阻以計算出流經(jīng)金屬線的電流。
文檔編號G01R1/00GK102305669SQ201010593989
公開日2012年1月4日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者L. 布朗 A., 馬 H., L. 約翰遜 N., W. 平托 N., B. 戈貝 R., J. 庫爾漢 R., 高 X. 申請人:滑鐵盧大學(xué), 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司