專利名稱：線性溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提出一種線性溫度傳感器，屬于熱力工程技術(shù)中的電子溫度自動(dòng)測(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域。
目前，溫度傳感器主要有電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)、熱電偶、熱電阻(包括鉑電阻、銅電阻、熱敏電阻等)三大類。電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)雖然構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，精確度較高，價(jià)格較低，但只能就地安裝和調(diào)節(jié)，信號(hào)不能遠(yuǎn)傳和記錄，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。熱電偶傳感器和熱電阻傳感器雖然實(shí)現(xiàn)了信號(hào)遠(yuǎn)傳和溫度自動(dòng)顯示、控制及數(shù)字化，但因其以稀貴金屬(鉑、銠等)為主要材料，不僅價(jià)格昂貴，而且受材質(zhì)的純度、熱穩(wěn)定性影響較大，即測(cè)量到的電量(電勢(shì)或電阻值)與溫度的變化呈近似的線性關(guān)系，為此，需采用補(bǔ)償電路、較復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路和放大倍數(shù)較大的電路來作為二次儀器，致使整個(gè)溫控系統(tǒng)復(fù)雜程度的造價(jià)提高，而該系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，準(zhǔn)確度、可靠性則隨之降低。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種線性溫度傳感器，其信號(hào)不僅能遠(yuǎn)傳、集中檢測(cè)、自動(dòng)控制和數(shù)字化，并且輸出信號(hào)是純電阻性的，與溫度變化呈一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，既簡(jiǎn)化一次溫度檢測(cè)儀器，又大為簡(jiǎn)化二次儀器，從而提高整個(gè)溫控系統(tǒng)的精確度，穩(wěn)定性和可靠性。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，如

圖1所示，該線性溫度傳感器由密封在玻璃殼［1］內(nèi)裝有水銀［2］的測(cè)溫包［3］、毛細(xì)管［4］、電阻器［5］、安全泡［6］、導(dǎo)線［7］和保護(hù)套［8］組成，水銀與電阻器相接觸，這樣導(dǎo)線、水銀、電阻器就組成了一個(gè)電路，當(dāng)水銀周圍溫度變化時(shí)，毛細(xì)管內(nèi)的水銀液柱在電阻器上的位置發(fā)生相應(yīng)變化，從而使該電路的電阻值發(fā)生變化。該電路電阻值的變化與水銀周圍溫度的變化呈一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系。
本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是傳感器電路的電阻值變化與溫度的變化呈一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，檢測(cè)溫度的準(zhǔn)確度高，沒有溫度漂移，復(fù)現(xiàn)性好；通過工藝手段，可使同一個(gè)電阻器上不同段落的電阻值不同，即可將檢測(cè)的溫度范圍任意分段、細(xì)微化，從而提高溫度顯示和控制的精確度；采用本發(fā)明，不僅可以省去補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器，還可大大簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的一次溫度檢測(cè)器和二次儀器，提高整個(gè)溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；另外，本發(fā)明制造時(shí)工藝簡(jiǎn)單、成本低、互換性好。
圖1 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 本實(shí)用新型實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3 本實(shí)用新型實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4 本實(shí)用新實(shí)施例三結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5 本實(shí)用新型實(shí)施例四結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6 本實(shí)用新型實(shí)施例五結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7 本實(shí)用新型實(shí)施例六結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的幾種實(shí)施例逐一進(jìn)行詳細(xì)介紹，為使制圖簡(jiǎn)明，將相同的保護(hù)套［8］除去。
實(shí)施例一，是電阻器為柱形的線性溫度傳感器，如圖2所示，它由玻璃殼［1］、水銀［2］、測(cè)溫包［3］、毛細(xì)管［4］、電阻器［5］、安全泡［6］、和兩根導(dǎo)線［7］所組成，毛細(xì)管［4］從柱形電阻器［5］中腔經(jīng)過。工作方法是測(cè)溫包［3］內(nèi)的水銀［2］因感受其周圍溫度變化而體積膨脹或收縮，在毛細(xì)管［4］內(nèi)上升或下降即水銀液柱在電阻器［5］上的位置發(fā)生變化，檢測(cè)電流經(jīng)與水銀［2］相連的一根導(dǎo)線［7］、水銀［2］、電阻器［5］和與之相連的另一根導(dǎo)線［7］輸出，從而在兩根導(dǎo)線［7］輸出端上反映出輸出電阻發(fā)生變化。
圖2所示的線性溫度傳感器，其電阻器［5］為柱形，該電阻器可以采用一種工藝鍍成薄膜形，也可先制成中空柱形電阻器后嵌入玻璃殼內(nèi)而成。
實(shí)施例二，是電阻器呈偏置棒形(簡(jiǎn)稱偏棒形)的線性溫度傳感器，如圖3所示，它由玻璃殼［1］、水銀［2］、測(cè)溫包［3］、毛細(xì)管［4］、電阻器［5］、安全泡［6］和兩根導(dǎo)線［7］所組成。毛細(xì)管［4］從偏棒形電阻器［5］一側(cè)經(jīng)過。工作方法與實(shí)施例一相同。
圖3所示的線性溫度傳感器，其電阻器［5］可以先制成棒形電阻器后嵌入玻璃殼內(nèi)偏置毛細(xì)管［4］一側(cè)而成。
實(shí)施例三，是電阻器為插入棒形的線性溫度傳感器，如圖4所示，它由玻璃殼［1］、水銀［2］、測(cè)溫包［3］、毛細(xì)管［4］、電阻器［5］、安全泡［6］和兩根導(dǎo)線［7］所組成，電阻器［5］為插入毛細(xì)管［4］內(nèi)的形式。工作方法與實(shí)施例一相同。
圖4所示的線性溫度傳感器，其電阻器［5］可以先制成棒形電阻器后再插入毛細(xì)管［4］內(nèi)而成。
實(shí)施例四，是電阻器為雙偏棒形的線性溫度傳感器，如圖5所示，它由玻璃殼［1］、水銀［2］、測(cè)溫包［3］、毛細(xì)管［4］、左右兩個(gè)電阻器［5］、安全泡［6］和兩根導(dǎo)線［7］所組成。毛細(xì)管［4］從兩個(gè)電阻器［5］之中間經(jīng)過。工作方法是測(cè)溫包［3］內(nèi)的水銀［2］因感受其周圍溫度變化而體積膨脹或收縮，在毛細(xì)管［4］內(nèi)上升或下降，即水銀液柱在電阻器［5］上的位置均發(fā)生變化，檢測(cè)電流經(jīng)與左側(cè)電阻器［5］相連的一根導(dǎo)線［7］、左側(cè)電阻器［5］、水銀［2］、右側(cè)電阻器［5］和與之相連的另一根導(dǎo)線［7］輸出，從而在兩根導(dǎo)線［7］的輸出端上反映出電阻發(fā)生變化。
圖5所示的線性溫度傳感器，其電阻器［5］可先制成棒形電阻器后嵌入玻璃殼［1］內(nèi)分別偏置于毛細(xì)管［4］左右兩側(cè)而成。
實(shí)施例五，是電阻器為雙柱形的線性溫度傳感器，如圖6所示，它由玻璃殼［1］、水銀［2］、測(cè)溫包［3］、左右兩個(gè)毛細(xì)管［4］、左右兩個(gè)電阻器［5］、安全泡［6］和兩根導(dǎo)線［7］所組成。左邊毛細(xì)管［4］和右邊毛細(xì)管［4］分別從柱形的左邊電阻器［5］和右邊電阻器［5］的中腔經(jīng)過。工作方法是測(cè)溫包［3］內(nèi)的水銀［2］因感受其周圍溫度變化而體積膨脹或收縮，在左、右兩個(gè)毛細(xì)管［4］內(nèi)上升或下降，即水銀液柱在左、右兩個(gè)電阻器［5］的位置發(fā)生變化，檢測(cè)電流經(jīng)與左邊電阻器［5］相連的一根導(dǎo)線［7］、左邊電阻器［5］、水銀［2］、右邊電阻器［5］和與之相連的另一根導(dǎo)線［7］輸出，從而在兩根導(dǎo)線［7］輸出端上反映出電阻發(fā)生變化。
圖6所示的線性溫度傳感器，其電阻器［5］可以采用一種工藝鍍成薄膜柱形，也可先制成中空柱形電阻器后嵌入玻璃殼內(nèi)而成。
實(shí)施例六，是由任一種形式或數(shù)種不同形式的兩個(gè)或兩個(gè)以上單個(gè)線性溫度傳感器串連組合而成的線性溫度傳感器組，如圖7所示，各單個(gè)線性溫度傳感器的導(dǎo)線［7］首、尾相聯(lián)，第一根導(dǎo)線［7］與最后一根導(dǎo)線［7］為該組合而成的線性溫度傳感器組的兩根輸出導(dǎo)線［7］。其工作方法是，當(dāng)測(cè)溫包［3］周圍溫度變化時(shí)，水銀［2］體積改變，在各毛細(xì)管［4］內(nèi)上升或下降，即各液柱在各電阻器［5］上的位置發(fā)生變化，使各單個(gè)線性溫度傳感器導(dǎo)線［7］輸出端的電阻發(fā)生變化，從而使串聯(lián)組合而成的線性溫度傳感器組的總電阻發(fā)生變化，其串聯(lián)總電阻增值是各個(gè)電阻增值的選加量。
如圖7所示，線性溫度傳感器的組合使用，可以成倍地提高精度和靈敏度。
權(quán)利要求1.一種線性溫度傳感器，它包括玻璃殼、水銀、測(cè)溫包、毛細(xì)管、電阻器、安全泡、導(dǎo)線和保護(hù)套，其特征在于水銀與電阻器相接觸，這樣導(dǎo)線、水銀、電阻器就組成了一個(gè)電路，當(dāng)水銀周圍溫度變化時(shí)，毛細(xì)管內(nèi)的水銀液柱在電阻器上的位置發(fā)生相應(yīng)變化，從而使該電路的電阻發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性溫度傳感器，其特征在于毛細(xì)管在玻璃殼內(nèi)有一個(gè)或兩個(gè)；電阻器在玻璃殼內(nèi)有一個(gè)或兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性溫度傳感器，其特征在于在同一個(gè)電阻器上其阻值可以是均勻分布，亦可以是分段落均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性溫度傳感器，其特征在于若干個(gè)線性溫度傳感器的引出導(dǎo)線首尾相接即構(gòu)成串聯(lián)形式的線性溫度傳感器組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型線性溫度傳感器，其主要特點(diǎn)是由導(dǎo)線、水銀、電阻器組成了一個(gè)電路，該電路的電阻值隨水銀周圍溫度的變化而變化。本實(shí)用新型具有溫度線性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，互換性好，精確度高，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種需要溫度顯示和控制的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01K7/20GK2128733SQ9221379
公開日1993年3月24日 申請(qǐng)日期1992年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月4日
發(fā)明者殷元章 申請(qǐng)人:殷元章