本發(fā)明涉及一種低溫溫度測(cè)量裝置及方法，特別涉及一種多路溫度測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

在低溫物理實(shí)驗(yàn)中，維持低溫環(huán)境，特別是液氦溫區(qū)(4.2k附近)的低溫環(huán)境極為不易，需要采取多種絕熱措施最大限度減少環(huán)境向低溫部件的傳熱，尤其在需要精確測(cè)量情況下，控制外界環(huán)境向低溫實(shí)驗(yàn)對(duì)象的微小傳熱都顯得至關(guān)重要。

溫度是低溫實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行測(cè)量的最基本的物理量，溫度計(jì)本身通常采用“四引線法”來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，其中兩根引線用于通電流，另外兩根引線用于測(cè)電壓，即溫度計(jì)本身需要四根測(cè)量線從低溫端一直連到室溫端來(lái)完成溫度的測(cè)量。為保證溫度測(cè)量的精度，溫度計(jì)使用時(shí)要求溫度計(jì)本身與待測(cè)物體有良好的熱接觸，這樣外界環(huán)境通過(guò)所述四根測(cè)量線傳遞的熱量被溫度計(jì)和待測(cè)物體吸收，進(jìn)而影響溫度測(cè)量的精度及待測(cè)物體的實(shí)際溫度。

在低溫實(shí)驗(yàn)中，為了保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，通常需要在實(shí)驗(yàn)對(duì)象上布置多個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)，這樣就增加了溫度計(jì)測(cè)量線的數(shù)量，需考慮多路溫度測(cè)量過(guò)程中的傳熱問題?，F(xiàn)有的多路溫度測(cè)量技術(shù)中，各路溫度計(jì)相互獨(dú)立，每個(gè)溫度計(jì)都通過(guò)四根測(cè)量線進(jìn)行溫度測(cè)量，當(dāng)溫度計(jì)的數(shù)量不多時(shí)，通過(guò)溫度計(jì)測(cè)量線傳遞的熱量對(duì)實(shí)驗(yàn)影響不大，此時(shí)由溫度計(jì)造成的影響可忽略不計(jì)；當(dāng)溫度計(jì)的數(shù)量增加，使得通過(guò)溫度計(jì)測(cè)量線傳遞的總熱量過(guò)多而引發(fā)實(shí)驗(yàn)對(duì)象和溫度計(jì)本身的熱流波動(dòng)，這樣就不可避免地造成溫度測(cè)量誤差及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)誤差。

目前尚未有相關(guān)的測(cè)量技術(shù)報(bào)導(dǎo)來(lái)解決此問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有多路溫度測(cè)量技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提出一種低溫溫度測(cè)量裝置及方法，解決低溫實(shí)驗(yàn)中多路溫度計(jì)傳熱量過(guò)大的問題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明一種低溫溫度測(cè)量裝置包括：靜盤、動(dòng)盤和溫度計(jì)。靜盤和動(dòng)盤由電絕緣材料制作，并且同軸布置。靜盤圓周上布置有多個(gè)(至少四的倍數(shù))可導(dǎo)電的靜觸點(diǎn)，動(dòng)盤圓周上布置有四個(gè)可導(dǎo)電的動(dòng)觸點(diǎn)，在動(dòng)盤上表面中心處固定有動(dòng)盤軸，當(dāng)動(dòng)盤軸旋轉(zhuǎn)時(shí)使得動(dòng)盤同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使得所述動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸。

各路溫度計(jì)的四根引出線沿靜盤圓周布置，并與靜觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電連接，然后在動(dòng)盤上的四個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)上引出四根測(cè)量線，測(cè)量溫度時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸使得動(dòng)盤上布置的四個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與靜盤上某路溫度計(jì)相連接的四個(gè)靜觸點(diǎn)接觸，這樣待測(cè)溫度計(jì)的導(dǎo)電通路實(shí)現(xiàn)全程導(dǎo)通，從而可以通過(guò)四根測(cè)量線進(jìn)行溫度測(cè)量，當(dāng)需要更改待測(cè)溫度計(jì)時(shí)，只需旋轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸，使得所述動(dòng)觸點(diǎn)與待測(cè)溫度計(jì)相連的靜觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電接觸即可。

本發(fā)明只需四根測(cè)量線即可連通不同的溫度計(jì)，實(shí)現(xiàn)多路溫度的測(cè)量，同時(shí)對(duì)于多路溫度測(cè)量而言，每次測(cè)量均只有一個(gè)溫度計(jì)成為外界環(huán)境與低溫實(shí)驗(yàn)對(duì)象的熱傳遞媒介；理論上設(shè)定溫度計(jì)的數(shù)量為n，則相比現(xiàn)有的多路溫度測(cè)量技術(shù)對(duì)應(yīng)的傳熱量，本發(fā)明所述多路溫度測(cè)量技術(shù)對(duì)應(yīng)的傳熱量?jī)H為其1/n倍，因而能夠大大減小外界環(huán)境與低溫實(shí)驗(yàn)對(duì)象的熱傳遞，從而提高測(cè)量精度。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明動(dòng)盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明靜盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明溫度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明中，動(dòng)盤1b由電絕緣材料制作，動(dòng)盤1b上表面中心處固定有動(dòng)盤軸1a，動(dòng)盤1b圓周上均勻布置有四個(gè)可導(dǎo)電的動(dòng)觸點(diǎn)1c。本實(shí)施方式中動(dòng)觸點(diǎn)1c為針形，長(zhǎng)度大于動(dòng)盤1b厚度，動(dòng)觸點(diǎn)1c貫穿動(dòng)盤1b，并在動(dòng)盤1b的上下表面各露出約1cm導(dǎo)電觸頭，上端露出的導(dǎo)電觸頭用于連接測(cè)量線4，下端露出的導(dǎo)電觸頭用于搭接靜盤2a上的靜觸點(diǎn)2b。動(dòng)盤1b所用電絕緣材料可以是木板、環(huán)氧板等。

如圖2所示，靜盤2a由電絕緣材料制作，靜盤2a圓周上均勻布置有多個(gè)(設(shè)定溫度計(jì)3的個(gè)數(shù)為n，由于每個(gè)溫度計(jì)3對(duì)應(yīng)四個(gè)靜觸點(diǎn)2b，則靜觸點(diǎn)2b的個(gè)數(shù)為4n，n為正整數(shù)，最優(yōu)選的n值滿足相鄰靜觸點(diǎn)2b之間的間隔3-5mm；可導(dǎo)電的靜觸點(diǎn)2b，靜盤2a所用電絕緣材料可以是木板、環(huán)氧板等。

如圖3所示，溫度計(jì)3的一端連接有四根溫度計(jì)引出線3a，用于所述“四引線法”測(cè)量所需的電連接端子，溫度計(jì)引出線3a的另一端依次與所述靜觸點(diǎn)2b實(shí)現(xiàn)電連接。

如圖4所示，本發(fā)明測(cè)量方法如下：各路溫度計(jì)3對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)引出線3a沿靜盤2a圓周布置，并與靜觸點(diǎn)2b實(shí)現(xiàn)電連接，然后在動(dòng)盤1b上的四個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)1c上引出四根測(cè)量線4，將靜盤2a和動(dòng)盤1b同軸定位完成安裝過(guò)程。

測(cè)量溫度時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸1a使得動(dòng)盤1b上布置的四個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)1c與靜盤2a上某個(gè)溫度計(jì)3相連接的四個(gè)靜觸點(diǎn)2b接觸，這樣待測(cè)溫度計(jì)3的導(dǎo)電通路實(shí)現(xiàn)全程導(dǎo)通，從而可以通過(guò)四根測(cè)量線4進(jìn)行溫度測(cè)量，當(dāng)需要更改待測(cè)溫度計(jì)3時(shí)，只需旋轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸1a，使得所述動(dòng)觸點(diǎn)1c與待測(cè)溫度計(jì)3相連的靜觸點(diǎn)2b實(shí)現(xiàn)電接觸即可。

提供以上實(shí)施例僅僅是為了描述本發(fā)明的目的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。不脫離本發(fā)明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種低溫溫度測(cè)量裝置及方法，靜盤(2a)圓周上布置有多個(gè)可導(dǎo)電的靜觸點(diǎn)(2b)，動(dòng)盤(1b)圓周上布置有四個(gè)可導(dǎo)電的動(dòng)觸點(diǎn)(1c)，各路溫度計(jì)(3)的四根溫度計(jì)引出線(3a)沿靜盤(2a)圓周布置，并與靜觸點(diǎn)(2b)電連接，在動(dòng)盤(1b)上的四個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)(1c)上引出四根測(cè)量線(4)，測(cè)量溫度時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸(1a)使得動(dòng)盤(1b)上布置的四個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)(1c)與靜盤(2a)上某個(gè)溫度計(jì)(3)相連接的四個(gè)靜觸點(diǎn)(2b)接觸，這樣待測(cè)溫度計(jì)(3)的導(dǎo)電通路實(shí)現(xiàn)全程導(dǎo)通，從而通過(guò)四根測(cè)量線(4)進(jìn)行溫度測(cè)量，當(dāng)需要更改待測(cè)溫度計(jì)(3)時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸(1a)，使得所述動(dòng)觸點(diǎn)(1c)與待測(cè)溫度計(jì)(3)相連的靜觸點(diǎn)(2b)實(shí)現(xiàn)電接觸即可。

技術(shù)研發(fā)人員：昌錕;陳順中;王暉;劉建華;王秋良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院電工研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.10
技術(shù)公布日：2017.09.05