一種精密熱電偶參考端均溫補償模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種精密熱電偶參考端均溫補償模塊，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有一個雙面覆銅的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插頭分別通過細銅絲聯(lián)接插接件底座的正負極。本實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/模擬過程提供準確、穩(wěn)定的參考端補償，使用該模塊后，熱電偶測量/校準過程中的參考端補償誤差≤±0.1℃。
【專利說明】一種精密熱電偶參考端均溫補償模塊

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

【背景技術(shù)】
[0002]熱電偶是溫度計量行業(yè)中最常用的一種傳感器，它將溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，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，在溫度計量、校準和測試領(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，熱電偶會出現(xiàn)老化、變質(zhì)或氧化，影響熱電偶的熱電動勢，使溫度測量精度得不到保證。而溫度測量是否準確穩(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需要進行嚴格檢驗，而且在使用過程中需要定期進行檢定。
[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閉合回路，當兩個接點I與2的溫度不同時，如TXTtl，在回路中就會產(chǎn)生熱電動勢，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兩極焊接成對則組成熱電偶。在兩個接點中，接點I是將兩極焊接在一起，測溫時將它置于測溫場中，故稱為測量端、熱端或工作端，接點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)生的熱電動勢，是測量端溫度與參考端溫度的函數(shù)差，當熱電偶參考端溫度保持不變，熱電動勢此時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確度，因此要采用適當?shù)拇胧⒖级藴囟冗M行補償。目前，常用的熱電偶參考端溫度補償方法主要有參考端恒溫法和參考端溫度自動補償法。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，并補充適量的冰肩。此種方法需要購置很多輔助設(shè)備，且費時費力，只適用于實驗室，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，擴展了該類方法的應(yīng)用范圍，但恒溫槽法的補償范圍小，僅在恒溫點附近能得到補償。參考端溫度自動補償法通常使用溫度傳感器，將其置于熱電偶的參考端，并時時檢測參考端的溫度變化，由熱電偶測溫原理可知，熱電偶實際的熱電動勢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)計不合理造成兩者之間實際溫度差普遍在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償模塊，該模塊可以為熱電偶精密測溫/模擬過程提供準確、穩(wěn)定的參考端補償，使用該模塊后，熱電偶測量/校準過程中的參考端補償誤差< ±0.1°C。
[0005]本實用新型的技術(shù)解決方案是:一種精密熱電偶參考端均溫補償模塊，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有一個雙面覆銅的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插頭分別通過細銅絲聯(lián)接插接件底座的正負極。
[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，熱電偶接頭插入時可以起到密封作用，進一步降低外界環(huán)境溫度因空氣流動造成的瞬間變化影響。
[0008]進一步的，上述插頭為香蕉頭。使用細銅絲連接目的在于:香蕉插頭是插入電測儀器內(nèi)部的，溫度會受儀器內(nèi)部發(fā)熱的影響，通過細銅絲連接的熱電偶的底座會將這部分的溫度影響基本消除。并且設(shè)計香蕉插頭間的間距為19mm，該間距能夠適應(yīng)于各類標準的計量電測儀器。
[0009]進一步的，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]本實用新型的優(yōu)點是: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；溫度補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.本實用新型精密熱電偶參考端均溫補償模塊結(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.細銅絲5.香蕉插頭6.海面單面膠7.鋁制外殼
[0013]圖2.本實用新型精密熱電偶參考端均溫補償模塊外觀示意圖。

【具體實施方式】
[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，并用兩根細銅絲4將其分別與熱電偶快速接插件2底座的正負極相連接；最后，使用鋁制外殼7對該模塊進行封裝和固定，并在模塊的頂部利用海綿單面膠進行密封。
[0016]本實用新型精密熱電偶參考端均溫補償模塊外觀示意圖如圖2所示，使用時將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量電測儀器實現(xiàn)參考端溫度/電勢的測量。本實用新型精密熱電偶參考端均溫補償模塊采用密封設(shè)計，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/模擬過程提供準確、穩(wěn)定的參考端補償，使參考端溫度補償誤差控制在±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償模塊，其特征在于:包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有一個雙面覆銅的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插頭分別通過細銅絲聯(lián)接插接件底座的正負極。
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償模塊，其特征在于:所述殼體使用鋁制材料制作。
【文檔編號】G01K15/00GK204188309SQ201420700198
【公開日】2015年3月4日 申請日期: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 申請人:泰安磐然測控科技有限公司