一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)雙面覆銅的PCB板，上述PCB板上設(shè)置有銅套和熱電偶快速接插件的底座，殼體的前端設(shè)置有雙頭插頭，所述雙頭插頭的兩個(gè)插頭分別通過細(xì)銅絲聯(lián)接插接件底座的正負(fù)極。本實(shí)用新型可解決參考端溫度傳感器和熱電偶參考端物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的溫差問題，該模塊可以為熱電偶精密測溫/模擬過程提供準(zhǔn)確、穩(wěn)定的參考端補(bǔ)償，使用該模塊后，熱電偶測量/校準(zhǔn)過程中的參考端補(bǔ)償誤差≤±0.1℃。
【專利說明】一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于溫度計(jì)量/校準(zhǔn)/測試領(lǐng)域，涉及一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，該模塊可以為熱電偶精密測溫/模擬過程提供準(zhǔn)確、穩(wěn)定的參考端補(bǔ)償。

【背景技術(shù)】
[0002]熱電偶是溫度計(jì)量行業(yè)中最常用的一種傳感器，它將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過電測儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶具有測量精度高、范圍大、響應(yīng)速度快、性能可靠、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在溫度計(jì)量、校準(zhǔn)和測試領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于熱電偶長期工作在高溫環(huán)境下，熱電偶會(huì)出現(xiàn)老化、變質(zhì)或氧化，影響熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，使溫度測量精度得不到保證。而溫度測量是否準(zhǔn)確穩(wěn)定將直接影響工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此，熱電偶不僅在出廠時(shí)需要進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，而且在使用過程中需要定期進(jìn)行檢定。
[0003]熱電偶測溫的基本原理是基于塞貝克發(fā)現(xiàn)的熱電現(xiàn)象，將兩種不同材料的導(dǎo)體A和B連接在一起組成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)I與2的溫度不同時(shí)，如TXTtl，在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，此種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。其中，導(dǎo)體A、B稱為熱電極，將A、B兩極焊接成對(duì)則組成熱電偶。在兩個(gè)接點(diǎn)中，接點(diǎn)I是將兩極焊接在一起，測溫時(shí)將它置于測溫場中，故稱為測量端、熱端或工作端，接點(diǎn)2處于環(huán)境之中，且要求溫度恒定，故稱為參考端、冷端或自由端。由熱電偶測溫原理可知，熱電偶因溫度變化產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)，是測量端溫度與參考端溫度的函數(shù)差，當(dāng)熱電偶參考端溫度保持不變，熱電動(dòng)勢(shì)此時(shí)是被測溫度的單值函數(shù)。工業(yè)中經(jīng)常使用的分度表及顯示儀表，都是根據(jù)熱電偶參考端為0°C而制作的。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，由于熱電偶的測量端與參考端距離很近，參考端又暴露于空氣中，容易受到環(huán)境溫度的影響，參考端溫度很難保持恒定，參考端溫度的變化將直接影響溫度測量的準(zhǔn)確度，因此要采用適當(dāng)?shù)拇胧?duì)參考端溫度進(jìn)行補(bǔ)償。目前，常用的熱電偶參考端溫度補(bǔ)償方法主要有參考端恒溫法和參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法。其中，參考端恒溫法將熱電偶的參考端置于冰水混合物中，使其參考端溫度恒定為o°c。為了保證參考端為o°c，必須要經(jīng)常檢查，并補(bǔ)充適量的冰肩。此種方法需要購置很多輔助設(shè)備，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，只適用于實(shí)驗(yàn)室，不適用于一般工業(yè)場合，因此在此方法基礎(chǔ)之上，又提出了恒溫槽法，擴(kuò)展了該類方法的應(yīng)用范圍，但恒溫槽法的補(bǔ)償范圍小，僅在恒溫點(diǎn)附近能得到補(bǔ)償。參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法通常使用溫度傳感器，將其置于熱電偶的參考端，并時(shí)時(shí)檢測參考端的溫度變化，由熱電偶測溫原理可知，熱電偶實(shí)際的熱電動(dòng)勢(shì)為測量值與參考端修正值之和。國產(chǎn)溫度現(xiàn)場測量/校準(zhǔn)儀器通常使用Pt10鉑電阻作為熱電偶的參考端，但目前絕大部分的國產(chǎn)儀器都沒有很好的將參考端溫差問題解決。在參考端溫度傳感器誤差忽略的前提下，因參考端溫度傳感器與熱電偶參考端物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成兩者之間實(shí)際溫度差普遍在2°c -4°c，這一誤差成了熱電偶精密測溫/模擬過程中很大的誤差來源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就在于解決參考端溫度傳感器和熱電偶參考端物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的溫差問題而提供一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，該模塊可以為熱電偶精密測溫/模擬過程提供準(zhǔn)確、穩(wěn)定的參考端補(bǔ)償，使用該模塊后，熱電偶測量/校準(zhǔn)過程中的參考端補(bǔ)償誤差< ±0.1°C。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)雙面覆銅的PCB板，上述PCB板上設(shè)置有銅套和熱電偶快速接插件的底座，殼體的前端設(shè)置有雙頭插頭，所述雙頭插頭的兩個(gè)插頭分別通過細(xì)銅絲聯(lián)接插接件底座的正負(fù)極。
[0006]上述銅套內(nèi)腔與PtlOO參考端溫度傳感器相適應(yīng)，將銅套及熱電偶快速接插件的底座(采用導(dǎo)熱玻璃纖維材料和銅制作)均焊接在一雙面覆銅的PCB板上，通過該模塊設(shè)計(jì)使參考端溫度傳感器和熱電偶參考端能夠?qū)崿F(xiàn)溫度一致及變化的同步。
[0007]進(jìn)一步的，所述殼體頂部覆有海棉單面膠。在殼體頂部敷有海綿單面膠，熱電偶接頭插入時(shí)可以起到密封作用，進(jìn)一步降低外界環(huán)境溫度因空氣流動(dòng)造成的瞬間變化影響。
[0008]進(jìn)一步的，上述插頭為香蕉頭。使用細(xì)銅絲連接目的在于:香蕉插頭是插入電測儀器內(nèi)部的，溫度會(huì)受儀器內(nèi)部發(fā)熱的影響，通過細(xì)銅絲連接的熱電偶的底座會(huì)將這部分的溫度影響基本消除。并且設(shè)計(jì)香蕉插頭間的間距為19mm，該間距能夠適應(yīng)于各類標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量電測儀器。
[0009]進(jìn)一步的，所述殼體可使用鋁制材料，鋁制外殼能夠良好的感知環(huán)境溫度。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:該恒溫模塊具有比較大的熱慣性，外部溫度的瞬間變化對(duì)模塊內(nèi)部溫度造成的沖擊影響很??；由于使用大面積的覆銅材料，使得溫度補(bǔ)償傳感器與插入的熱電偶參考端在模塊內(nèi)部具有相同的溫度變化趨勢(shì)；溫度補(bǔ)償傳感器能夠正確的測量到插入?yún)⒖级说臏囟龋?9_間距的香蕉插頭能適應(yīng)于絕大部分的溫度計(jì)量測試/模擬儀器；外部使用海綿單面膠和鋁制外殼封裝，整體密封性好；體積小巧，使用簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1.本實(shí)用新型精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖中1.銅套2.熱電偶快速接插件3.雙面敷銅PCB板4.細(xì)銅絲5.香蕉插頭6.海面單面膠7.鋁制外殼
[0013]圖2.本實(shí)用新型精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊外觀示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1、圖2所示，
[0015]首先，將銅套I和熱電偶快速接插件2的底座焊接在雙面覆銅的PCB板3上；然后，將兩個(gè)直徑4mm香蕉插頭5固定在PCB板3上，其間距為19mm，并用兩根細(xì)銅絲4將其分別與熱電偶快速接插件2底座的正負(fù)極相連接；最后，使用鋁制外殼7對(duì)該模塊進(jìn)行封裝和固定，并在模塊的頂部利用海綿單面膠進(jìn)行密封。
[0016]本實(shí)用新型精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊外觀示意圖如圖2所示，使用時(shí)將PtlOO參考端溫度傳感器和熱電偶參考分別端置于該模塊的銅套I和熱電偶快速接插件2中，并通過將香蕉插頭插入計(jì)量電測儀器實(shí)現(xiàn)參考端溫度/電勢(shì)的測量。本實(shí)用新型精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊采用密封設(shè)計(jì)，體積小巧，使用簡單，受環(huán)境溫度影響小，可以為熱電偶精密測溫/模擬過程提供準(zhǔn)確、穩(wěn)定的參考端補(bǔ)償，使參考端溫度補(bǔ)償誤差控制在±0.1°C范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，其特征在于:包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)雙面覆銅的PCB板，上述PCB板上設(shè)置有銅套和熱電偶快速接插件的底座，殼體的前端設(shè)置有雙頭插頭，所述雙頭插頭的兩個(gè)插頭分別通過細(xì)銅絲聯(lián)接插接件底座的正負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，其特征在于:所述殼體頂部覆有海棉單面膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，其特征在于:上述插頭為香蕉頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種精密熱電偶參考端均溫補(bǔ)償模塊，其特征在于:所述殼體使用鋁制材料制作。
【文檔編號(hào)】G01K15/00GK204188309SQ201420700198
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】徐震震 申請(qǐng)人:泰安磐然測控科技有限公司