取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀，其具有承載體、印刷電路板、溫度探測(cè)裝置、顯示裝置，溫度探測(cè)裝置選擇雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)或者雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：以第二熱敏電阻串聯(lián)第三熱敏電阻組成互補(bǔ)型溫度探測(cè)裝置；雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：以第四熱敏電阻串聯(lián)第五熱敏電阻構(gòu)成第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，而后該第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)再并聯(lián)第三補(bǔ)償電阻而組成第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而后在第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)再串聯(lián)第四補(bǔ)償電阻而組成溫度探測(cè)裝置。該測(cè)溫儀具有精度高，穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及溫度測(cè)量工具，尤其是涉及一種取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀。

【背景技術(shù)】
[0002]在溫度測(cè)量領(lǐng)域中，能作高精度溫度測(cè)量的工具不外乎電子儀表和水銀溫度計(jì)兩大類。目前，能用來做高精度測(cè)量的電子儀表還局限于以鉬電阻為感溫元件來制作的儀表，但是由于鉬電阻隨溫度變化而變化的阻值變差很小，形成整機(jī)電路較為復(fù)雜，以至于整機(jī)體積大、造價(jià)高，而難以普及推廣。
[0003]目前凡是需要進(jìn)行高精度的溫度測(cè)量，如氣象、石油、溫度標(biāo)準(zhǔn)和科研等部門，幾乎都是選擇水銀溫度計(jì)作為唯一的測(cè)量工具，雖然水銀溫度計(jì)在生產(chǎn)和使用過程中都會(huì)造成對(duì)人類生存環(huán)境帶來難以估量的患害。但是無理想的產(chǎn)品可以取代以至讓這種現(xiàn)象延續(xù)至今已有上百年歷史。
[0004]汞俗稱水銀，在常溫條件下能蒸發(fā)為汞蒸氣，極易使空氣、水質(zhì)和土壤受到污染。I毫克汞可污染360噸水，20克汞可使黃浦江100年無魚蝦。早在1953年到1973年二十年期間，日本的“水俁病”曾因汞中毒死亡86人以及上萬人獲病，由此可見，汞對(duì)于人類生存環(huán)境帶來的威脅有多么嚴(yán)重，上世紀(jì)起，瑞士、瑞典、丹麥、挪威四國(guó)就率先明文禁止一切水銀溫度計(jì)的使用，在本世紀(jì)初，法國(guó)也全面禁止使用水銀溫度計(jì)，并進(jìn)行集中回收處理。2012年歐盟各國(guó)也全面禁止，美國(guó)在2013年起也全面禁止。
[0005]瑞典甚至連焚燒尸體時(shí)也明文規(guī)定必須拔下假牙以防止汞擴(kuò)散，而相比我國(guó)，不但普遍使用各種水銀溫度計(jì)，不但不加以禁止，而且成為世界上唯一生產(chǎn)各類水銀溫度計(jì)大國(guó)，目前，除年產(chǎn)2億多支水銀體溫計(jì)外，還生產(chǎn)各類水銀溫度計(jì)如氣象、石油、標(biāo)準(zhǔn)溫度等13個(gè)大類，853種溫度規(guī)格，年耗汞300噸之巨，面對(duì)這種嚴(yán)峻的形勢(shì)，應(yīng)用本實(shí)用新型制作的高精度數(shù)字測(cè)溫儀，不僅可以在測(cè)量精度和功能上有所超越，并且要做到在售價(jià)上也要低于精密水銀溫度計(jì)。因?yàn)橹挥羞@樣才能迫使水銀溫度計(jì)退出歷史舞臺(tái)。從源頭上來杜絕在溫度領(lǐng)域中環(huán)境汞污染的患害，力爭(zhēng)在國(guó)際水俁公約規(guī)定期限內(nèi)提前完成限汞指標(biāo)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種穩(wěn)定性高、離散性小的取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀，其具有:
[0009]承載體；
[0010]安裝于承載體的印刷電路板；
[0011]安裝于承載體的溫度探測(cè)裝置，其與印刷電路板電性連接；
[0012]接于印刷電路板的顯示裝置；
[0013]所述溫度探測(cè)裝置選擇雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)或者是雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中，
[0014]所述雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu):以第二熱敏電阻串聯(lián)第三熱敏電阻組成互補(bǔ)型溫度探測(cè)裝置；
[0015]所述雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu):以第四熱敏電阻串聯(lián)第五熱敏電阻構(gòu)成第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，而后該第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)再并聯(lián)第三補(bǔ)償電阻而組成第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而后在第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)再串聯(lián)第四補(bǔ)償電阻而組成溫度探測(cè)裝置。
[0016]作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中，較為理想的是，在-60_+60°C的低溫區(qū)間內(nèi)，第二?五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司的103AP-2熱敏電阻；
[0017]作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中，較為理想的是，在-40-+100°C的中溫區(qū)間內(nèi)，第二?五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司的503ET熱敏電阻；
[0018]作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中，較為理想的是，在0-300°C的高溫區(qū)間內(nèi)，第二?五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司的504GT熱敏電阻；
[0019]作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中，較為理想的是，在0-400°C的超高溫區(qū)間內(nèi)，第二?五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司的Fl-R熱敏電阻。
[0020]作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中，較為理想的是，所述承載體為殼體結(jié)構(gòu)。
[0021]其中，第二熱敏電阻與第三熱敏電阻、第四熱敏電阻與第五熱敏電阻之間的關(guān)系為:
[0022]第二熱敏電阻與第三熱敏電阻的中心值R乘以2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值，如取溫度為T攝氏度時(shí)，中心值R*2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值2R，第二熱敏電阻為離散性在-3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，第三熱敏電阻為離散性在+3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，如此則第二熱敏電阻和第三熱敏電阻的阻值相加則等于2R ；
[0023]第四熱敏電阻與第五熱敏電阻的中心值R乘以2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值，如取溫度為T攝氏度時(shí)，中心值R*2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值2R，第四熱敏電阻為離散性在-3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，第五熱敏電阻為離散性在+3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，如此則第四熱敏電阻和第五熱敏電阻的阻值相加則等于2R ；
[0024]作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中，較為理想的是，第三補(bǔ)償電阻的阻值為MΩ級(jí)；
[0025]第四補(bǔ)償電阻為1000Ω以內(nèi)的電阻。
[0026]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0027]其以簡(jiǎn)便的并串聯(lián)電阻和用同一種型號(hào)的熱敏電阻經(jīng)一定批量測(cè)溫把阻值分檔后，從中可選取到凡2支中心點(diǎn)或某一個(gè)設(shè)定點(diǎn)阻值相加均為某一設(shè)定的值來配對(duì)，實(shí)行互補(bǔ)串聯(lián)，這樣可有效地克服熱敏電阻因離散性大的問題，以此來克服高精度溫度測(cè)量上的障礙。雙珠串聯(lián)互補(bǔ)可使測(cè)量溫度的中心點(diǎn)阻值達(dá)到完全一致，再以并串聯(lián)電阻補(bǔ)償，又可使溫度頭尾阻值達(dá)到一致，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)溫度范圍內(nèi)的超高精度的一致性互換。像這樣經(jīng)過線性化改造處理取得的標(biāo)準(zhǔn)化NTC熱敏電阻，就特別適合取代這種只能以縮短量程來提高測(cè)量精度的儀表，如棒式水銀溫度計(jì)全長(zhǎng)540mm，刻度總距離450mm，就只能刻500條分度線，若是5°C量程則刻度精度0.0rC，50°C量程精度0.1°C。像這樣僅依靠縮短量程來制作高精度測(cè)溫儀表，這恰恰正好可充分發(fā)揮熱敏電阻既有體積小、變差大，整機(jī)電路簡(jiǎn)約又可實(shí)現(xiàn)小型化和造價(jià)低廉的優(yōu)勢(shì)，從而破解了近半個(gè)世紀(jì)來電子測(cè)溫儀表難以取代精密水銀溫度計(jì)的難題，從源頭上來清除在測(cè)溫領(lǐng)域中的汞污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中雙珠串聯(lián)互補(bǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀中雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0031]取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀，其具有:以諸如殼體結(jié)構(gòu)構(gòu)成的承載體、安裝于承載體的印刷電路板；安裝于承載體的溫度探測(cè)裝置，其與印刷電路板電性連接；接于印刷電路板的顯示裝置，諸如液晶顯示器。
[0032]在當(dāng)前電子技術(shù)相當(dāng)成熟的條件下，要實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)溫測(cè)量，最關(guān)鍵的是對(duì)傳感器感溫元件(即前文所述的溫度探測(cè)裝置)的選擇。從眾多的電子感溫元件來看，NTC熱敏電阻可具有的三大優(yōu)勢(shì)是其它電子感溫元件無法比擬的。
[0033]NTC熱敏電阻優(yōu)勢(shì)之一在于:體積小，Φ 1.4*4mm。
[0034]NTC熱敏電阻優(yōu)勢(shì)之二在于:靈敏度高，503ET在0°C時(shí)每1°C的溫度阻值變差為8000 Ω，是鉬電阻0.39 Ω的2萬多倍。
[0035]NTC熱敏電阻優(yōu)勢(shì)之三在于:售價(jià)低，503ET單支售價(jià)為0.5元。
[0036]但是一般的熱敏電阻它都存在穩(wěn)定性差和離散性大這兩大缺陷，目前只能停留在低精度和溫區(qū)較窄的場(chǎng)合中應(yīng)用。熱敏電阻若要在高精度測(cè)量測(cè)溫中應(yīng)用，其首決條件是要具備良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。熱敏電阻早在上世紀(jì)六十年代已問世，但是的確存在穩(wěn)定性差的弊病，直到九十年代，隨著電子體溫計(jì)的大量應(yīng)用，在工藝和材料上的改進(jìn)使穩(wěn)定性有了大幅度提高。日本石冢公司是世界上最大生產(chǎn)熱敏電阻的公司。在產(chǎn)品質(zhì)量上占有很大優(yōu)勢(shì)，故本實(shí)用新型首選該公司出品的503ET熱敏電阻，并要求其提供在穩(wěn)定性和重復(fù)性指標(biāo)都優(yōu)于鉬電阻指標(biāo)的產(chǎn)品，在歷經(jīng)二個(gè)月的實(shí)際測(cè)試，石冢公司提供的監(jiān)測(cè)報(bào)告結(jié)構(gòu)表明其誤差僅為鉬電阻的七分之一不到(參見表一)。
[0037]表一互換型標(biāo)準(zhǔn)化熱敏電阻與鉬電阻性能比較表
[0038] 指杯名稱丨EC標(biāo)準(zhǔn)1.H )互換4!杉準(zhǔn)化熱敏屯阻(503ST )
10-CfiZtK Λ 10OOJt) A 級(jí)±0,06 ( ±1 ISC >+0


B 級(jí) ±0,12 ( ±0.30 C )
重I性上下》循《10次II起RO變化上下卩Mi壞10次-30? ~+10fllC

A 級(jí)相當(dāng)于 0.15 —C+0.β2€ ΔR0+0.W

B級(jí)相S于0.30—C
穗定性 Ji*FF艮各經(jīng)受250小3i引起RO變化Ji下FH各經(jīng)受250小紂引起RO變擾

A 級(jí)相當(dāng)于 U.15 C+11.02 C Δ R0+0, 1%

B級(jí)相裹于O, 30V
[0039]注:503ETRtl = 161.9ΚΩ R0±0.1 % = 161.9 Ω
[0040]R1 = 153.9ΚΩ 1°C 差值= 8000Ω 161.9 Ω = 0.02°C
[0041]有了穩(wěn)定性和重復(fù)性的可靠保證，接著就是本實(shí)用新型需要重點(diǎn)解決熱敏電阻阻值離散性大的問題?，F(xiàn)在以如下二種使其阻值實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的補(bǔ)償技術(shù)來有效地實(shí)現(xiàn)和超越各種水銀溫度計(jì)對(duì)不同溫度量程的精度要求。
[0042]表二 503ET熱敏電阻±3%阻值離散性溫度誤差表
[0043]

|0°C |25°C 150 °C 175 °C|l00°C
503ET 中心值 161900 Ω 50000 Ω~ 17930 Ω~ 7198 Ω3142 Ω
+3% 阻值 168700 Ω 51500 Ω~ 18660 Ω~ 7559 Ω3327 Ω
-3% 阻值 155100 Ω 48500 Ω~ 17210 Ω~ 6848 Ω2964 Ω
+3% 偏離中心值 6800 Ω 1500 Ω 一 730 Ω ~361 Ω185 Ω
+3%引起溫度誤差—0.85°C ~0.7°C 1.07°C ~47°C1.83°C~
-3%偏離中心值 6800 Ω 1500 Ω一 720 Ω ~350Ω178 Ω
-3%引起溫度誤差 |θ.85°C |θ.7V |?.06°C |l.43°C|?.76°C
[0044]注:±3%引起溫度誤差范圍0.7°C -1.83°C
[0045]0-10(TC 間 1°C溫區(qū)差值:0-1 O= 8000 Ω , 25-260C= 2150 Ω，50-510 = 680 Ω
[0046]75-76 °C = 245 Ω，99-100 °C = 101 Ω
[0047]1、雙珠串聯(lián)互補(bǔ)法
[0048]參見圖1，所述雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu):以第二熱敏電阻Rtl串聯(lián)第三熱敏電阻Rt2組成互補(bǔ)型溫度探測(cè)裝置。
[0049]該雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)適用于量程較寬和精度較高的儀表。
[0050]雙珠串聯(lián)互補(bǔ)法是取中心值乘以2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值，如取25°C時(shí)，50ΚΩ*2 =100Κ Ω，再將一定量的離散性為土 3 %的熱敏電阻在25 V恒溫槽內(nèi)進(jìn)行定點(diǎn)編號(hào)分檔，在阻值分檔后，只要選取在25°C時(shí)大小兩支熱敏電阻相加等于100ΚΩ即可實(shí)現(xiàn)雙珠串聯(lián)互補(bǔ)，如 48.5ΚΩ+51.5ΚΩ = 100KΩ，49KΩ+51KΩ = 100KΩ ,49.555KΩ +50.445KΩ =100K Ω等等，在25°C時(shí)取得與規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)值完全一致后可檢查0-100°C范圍內(nèi)各點(diǎn)誤差，可從單支0.7-1.83°C縮小到0-0.035°C (參見表三0-100°C 503ET雙珠串聯(lián)互補(bǔ)后阻值離散性溫度誤差表)
[0051]表三0-100°C 503ET雙珠串聯(lián)互補(bǔ)后阻值離散性溫度誤差表
[0052]
TC I WC I 50V WC1tTC
中心值 1619000 I 5 0000 Ω | 179300 7198031420
中心值*2 為標(biāo) 3238000 100000 358600 14396Ω6284Q
準(zhǔn)值______
+3? 阻值 1687 QO Q | 51500 Ω | 1S66QQ 7559Q3327Ω
-Jmik 155100Q [ 4 85 00 Ω | 172100 684gO2964Ω
+ 3? 率聯(lián)-3? 阻 3238ΜΩ 100000Q 35870Ω 14407Q6291 Ω
值___
±3%串聯(lián)與標(biāo) 0Ω I OO I 18Q 1407Q
—難值差值II_
差值.--起溫度0.(TC0.(TC0.007*C0.029TQ0.035€
?Ι￡II
[0053]基本上已能達(dá)到棒式水銀溫度計(jì)的精度指標(biāo)。
[0054]2、雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償法
[0055]參見圖2，所述雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu):以第四熱敏電阻Rtl串聯(lián)第五熱敏電阻Rt2構(gòu)成第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，而后該第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)再并聯(lián)第三補(bǔ)償電阻R#而組成第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而后在第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)再串聯(lián)第四補(bǔ)償電阻R $而組成溫度探測(cè)裝置。
[0056]該雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)適用于取代各種高精度水銀溫度計(jì)。
[0057]雙珠串聯(lián)互補(bǔ)雖然可使量程中心點(diǎn)阻值達(dá)到一致，但是考慮到批量生產(chǎn)時(shí)，熱敏電阻的B常數(shù)不一致會(huì)引起始點(diǎn)和終點(diǎn)阻值的偏離。當(dāng)然可以在配對(duì)時(shí)加以互補(bǔ)抵沖，但是真正要達(dá)到起始點(diǎn)、中點(diǎn)、終點(diǎn)完全一致，還必須依靠并串聯(lián)補(bǔ)償電阻來完成，最終使0-100°C全量程誤差控制在0.006以下(參見表四0-100°C 503ET雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償后溫度誤差表)
[0058]表四0-100°C 503ET雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償后溫度誤差表
[0059]
j (TC25 C50ΓWC10O'C
中心依 jUimna50000Ω179300719SO31421J
中心值 *2 '32iS00Q10000035861)01439606284Ω
中心値*2 并聯(lián) 4022K12 串聯(lián) 5260為 I3000000979MO35868014671066000
標(biāo)準(zhǔn)值 1-.3% 阻值 [16870005150001S660Q7559033270:-- 位 j15;?ΟΟΟI 4Κ5000Π21ΙΙΟ6Η4Η?22964.(2
+ 3% 串聯(lián)-3%151依丨52:4000丨 ΙΟΟΟΟΟΩ35 87 O O144070629! O
±?并聯(lián) 40233ΚΩ 串聯(lián) 5:90 丨3DWOOO978WO35872U14674 066000..................S...................................................................................................................................................................................................................................................................±3%并串聯(lián)后與標(biāo)準(zhǔn)值差值 I 0Ω603Ω30OQ
備S區(qū) O, OliC交化值j 1400420MO5Ω20
溫度誤差丨 0—C0.0014*C 0.002Γ 0.006"C 0€........................................................................................................................................................................1..........................................................................1............................................................1................................................................................................................1....................................................
[0060]若在此基礎(chǔ)上再以縮短量程和選擇小于1%離散性的熱敏電阻來配對(duì)串聯(lián)，從理論上可實(shí)現(xiàn)“零”誤差。
[0061]本實(shí)用新型具有較強(qiáng)的針對(duì)性，目標(biāo)是取代各種高精度水銀溫度計(jì)，在充分調(diào)研基礎(chǔ)上概括水銀溫度計(jì)13大類、853中溫度規(guī)格分別以低、中、高、超高精度四個(gè)溫度區(qū)域?yàn)榇碓O(shè)計(jì)出四臺(tái)整機(jī)和12只常用溫度規(guī)格傳感器。這樣可以覆蓋95%以上常用的水銀溫度計(jì)(參見表五高精度數(shù)字測(cè)溫儀允許誤差)。
[0062]表五高精度數(shù)字測(cè)溫儀允許誤差
[0063] 溫區(qū)熱敏電阻《號(hào) _a*e單珠允差雙珠允差應(yīng)用范國(guó)
_I AM.1 B 級(jí)
低溫區(qū)103AP-2-60-^60€ [ ±0.3€ [ ± O, Sr± O, 1€ 氣象、石油

5ocaa I iQ.1t: |士ο.2c±o,mv

1C溫區(qū) I 士 0.0S1C [ ±0.1V ± 0.Mt:
+ iSR5(S31iTΚΟΟ? | 土 0.7? [ 士 1,0~C± 0.氣象，石

O-1Orc I ±0.3? I ±0.SV ± 0.1C 油、醫(yī)療，
0-50C,±0, It； ±0,151；± 0.02 Γ 科研芩，主
3(h i()() Γ j[要替代各

1-CIS-S +0.021; + 0.05€± 0.QlV 類水銀銷
_______密溫度表
A溫區(qū)504GT0-300€ I 士 L OX； | ±1.5?± 0.3*C 石油、科研

100 —CSI I—^士 0.5 —C I + 1.0C± 0.1'C 芩 ? 主要替

50t:；a.R I ±0.3C I ±tl.5t: + 0.05€ 代各類水

1-CSE ±0.02*C ±0.05€±0.01? 銀密溫度表
超高溫區(qū)Fl-R0-400€±1.0?±1.51± 0.SO 石油及鍋
_I_I__爐測(cè)溫
[0064]本實(shí)用新型具體實(shí)施步驟，先期開發(fā)的是以單珠并串聯(lián)補(bǔ)償法制作的0-50°C，分辨力0.01 °C的數(shù)字測(cè)溫儀，經(jīng)上海計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院檢定各點(diǎn)誤差小于0.04°C。現(xiàn)在要在此基礎(chǔ)上以雙珠串聯(lián)補(bǔ)償法研發(fā)出-40°C -+100°C的整機(jī)，可分列-30-+20°C，0-50°C，50-100°C三種傳感器來取代水銀七組二等標(biāo)準(zhǔn)中的前三支分辨力為0.001°C，誤差±0.02°C的高精度數(shù)字測(cè)溫儀。繼后再完成高溫區(qū)和低溫區(qū)以及按特定規(guī)格制作的各種電子測(cè)溫儀，逐步做到全覆蓋。
[0065]以熱敏電阻來制作高精度測(cè)溫儀，在具體實(shí)施例中還必須顧及到與同類型產(chǎn)品的性價(jià)比的比對(duì)，如鉬電阻石油專用測(cè)溫儀，進(jìn)口價(jià)格在2萬元以上，而是以熱敏電阻制作則在2000元以內(nèi)即可完成，如測(cè)量精度上與鉬電阻比較，也具有明顯優(yōu)勢(shì)。如再將它與二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)相比較，水銀溫度計(jì)最小刻度值為0.1°C，其百位數(shù)要采用估讀方式來完成，水銀溫度計(jì)在實(shí)際操作中不但存在估讀誤差，更有另外五條不為人門熟知的讀數(shù)誤差(參見表六水銀溫度計(jì)測(cè)溫誤差)
[0066]表六水銀溫度計(jì)測(cè)溫誤差
[0067]序丨測(cè)?-誤蓋名二等?+f.準(zhǔn)水銀S度計(jì)電子測(cè)溫儀號(hào)稱
]I讀教視角誤讀毅H視線與水銀拄TS鴣很難保持句一水手面而形成視角誤I分辨力為0.0re或差0.001€
I 估讀誤差最小分度值為0.1 'C兩點(diǎn)之問芘離為0.8_ + 務(wù)佶《:出1/10數(shù)位，可使利I也讀取賴度很難敵出+Wi肩計(jì)-?為0.01+C或0.1)01



'C的數(shù)値
3丨讀數(shù)Im+漢 ?-5?+υ二等標(biāo)A水銀涅度計(jì)分度值全長(zhǎng)450111,共有刻度線501*
羞條，袁>|度線寬A為0.12_,汁度鐵總覽農(nóng)為600)11,即為1/8___空間被《 Ii線寬度所占據(jù)而無法讀數(shù)
4；毛細(xì)札均勻水銀溫度計(jì)在生產(chǎn)過<2中雖然Y毛細(xì)孔均勾度作一定的篩選，但存在一定線性誤
度誤差是很球保持&端和,--完全一致，通過對(duì)三只尖物?定，每Iirc羞，可控制在0.02
間圣值最大可達(dá)ο.3Γ雖然每Irc爾標(biāo)有泠正值，但.他非嬌正'c范因之Λ
,IAIPI**正確的修正值
5感溫體的熱二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度'H.的水銀球球泡休積為熱敏電阻體積的請(qǐng)O多熱敏電阻體積fe
容量誤差倍，時(shí)達(dá)到熱平衡時(shí)間很長(zhǎng)，很難《彳得褲間溫度' 也就是溫小，采用速牟每秒
度的滯洽系款相劣大，影響到它的測(cè)1:精度I次可測(cè)得I#時(shí)


度變化
6露水補(bǔ)傍誤按全浸式規(guī)定在測(cè)量高端溫度時(shí)必須使水銀拄全沒沒于被測(cè)物體只需浸沒5-4公分
M 中，而多教場(chǎng)合下很難滿足此要求.WXi就必須以&水補(bǔ)馇公式深度即可正確測(cè)計(jì)算后加以沴正.如不修正，經(jīng)實(shí)?!在環(huán)境溫度為15—C條件下，量，傳感器線長(zhǎng)
使用0-50+CS度訐測(cè)量高端溫/復(fù)時(shí)，全部浸沒和局部浸沒可相羞1001?, i不用撲隹

0.3Γ.5O-Hrc時(shí)高達(dá)0.7C地做有踐遙測(cè)
[0068]注:1.以上儀表的感溫元件均采用互換型標(biāo)準(zhǔn)化熱敏電阻
[0069]2.互換型標(biāo)準(zhǔn)化熱敏電阻更適合用作于有線和無線遙測(cè)以及制作標(biāo)準(zhǔn)模塊與物聯(lián)網(wǎng)相連接
[0070]如果將各項(xiàng)誤差疊加肯定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它的最小刻度值。在售價(jià)上三支二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)售價(jià)為600元，在-30-+100°C溫區(qū)內(nèi)高精度數(shù)字測(cè)溫儀設(shè)計(jì)為I臺(tái)整機(jī)配置3支不同溫區(qū)規(guī)格傳感器，整機(jī)300元，傳感器每只80元，總計(jì)為540元，也可低于水銀溫度計(jì)。
[0071]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測(cè)溫儀，其具有: 承載體； 安裝于承載體的印刷電路板； 安裝于承載體的溫度探測(cè)裝置，其與印刷電路板電性連接； 接于印刷電路板的顯示裝置； 其特征在于，所述溫度探測(cè)裝置選擇雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)或者是雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中， 所述雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu):以第二熱敏電阻串聯(lián)第三熱敏電阻組成互補(bǔ)型溫度探測(cè)裝置； 所述雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu):以第四熱敏電阻串聯(lián)第五熱敏電阻構(gòu)成第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，而后該第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)再并聯(lián)第三補(bǔ)償電阻而組成第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而后在第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)再串聯(lián)第四補(bǔ)償電阻而組成溫度探測(cè)裝置； 其中，第二熱敏電阻與第三熱敏電阻、第四熱敏電阻與第五熱敏電阻之間的關(guān)系為:第二熱敏電阻與第三熱敏電阻的中心值R乘以2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值，如取溫度為T攝氏度時(shí)，中心值R*2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值2R，第二熱敏電阻為離散性在-3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，第三熱敏電阻為離散性在+3%范圍內(nèi)的熱敏電阻； 第四熱敏電阻與第五熱敏電阻的中心值R乘以2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值，如取溫度為T攝氏度時(shí)，中心值R*2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值2R，第四熱敏電阻為離散性在-3 %范圍內(nèi)的熱敏電阻，第五熱敏電阻為離散性在+3%范圍內(nèi)的熱敏電阻； 其中，第三補(bǔ)償電阻的阻值為ΜΩ級(jí)； 第四補(bǔ)償電阻為1000Ω以內(nèi)的電阻。
【文檔編號(hào)】G01K7/25GK203981303SQ201420253240
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月17日
【發(fā)明者】張金水 申請(qǐng)人:張金水