一种用于热敏电阻温度系数标定的封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，包括标准温度传感器、密封容器、铜导线、恒温箱、接线板以及电阻测量仪，密封容器放置于恒温箱内的恒温介质中，标准温度传感器及待标定的热敏电阻均位于密封容器内，铜导线的一端与密封容器的内壁相连接，铜导线的另一端与待标定的热敏电阻相连接，标准温度传感器与铜导线的中部相连接，标准温度传感器的输出端及待标定的热敏电阻的输出端均通过容器外接线板与电阻测量仪的输入端相连接。本发明可以准确地完成对没有经过防水密封的热敏电阻的温度系数标定。
【专利说明】-种用于热敏电阻温度系数标定的封装结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种封装结构，具体涉及一种用于热敏电阻温度系数标定的封装结 构。
【背景技术】
[0002] 热敏电阻在温度测量中发挥着广泛而重要的作用，要用热敏电阻精确测量待测对 象的温度必须了解和确定所用热敏电阻的温度系数。对于批量生产的工业热敏电阻，温度 系数通常由厂家给出，作为用户可以直接采信，但是对于一些用户定制的或厂家未给出温 度系数的热敏电阻，则需要用户亲自对其进行测量和标定。
[0003] 常用的温度传感器从封装上大致可分为两类，一类是防水型的温度传感器，另外 一种是没有经过防水密封的温度传感器。
[0004] 防水型热敏电阻就属于第一类，它是将热敏电阻元件密封在金属等导热套管中， 经防水处理，用多芯电缆引出，可用于潮湿等恶劣环境中。但对于没有经过防水密封的热敏 电阻，如果采用与第一类热敏电阻相同的方法直接浸没在恒温介质中来标定温度系数，则 可能引发传感器短路和被介质污染的危险，造成标定失败。因此对于未经防水密封处理的 热敏电阻，通常采用以空气为导热介质的温控箱来标定温度系数，但由于温控箱的温度均 匀性和温控精度通常只能达到0. 5°C，存在标定精度不高的不足，无法满足需要精密温度测 量的需要。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于热敏电阻温度系数 标定的封装结构，该封装结构可以准确的完成对没有经过防水密封的热敏电阻的温度系数 标定。
[0006] 为达到上述目的，本发明所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构包括标准 温度传感器、密封容器、铜导线、恒温箱、容器外接线板以及电阻测量仪，密封容器放置于恒 温箱内的恒温介质中，标准温度传感器及待标定的热敏电阻均位于密封容器内，铜导线的 一端与密封容器的内壁相连接，铜导线的另一端与待标定的热敏电阻相连接，标准温度传 感器与铜导线的中部相连接，标准温度传感器的输出端及待标定的热敏电阻的输出端均通 过容器外接线板与电阻测量仪的输入端相连接。
[0007] 所述待标定的热敏电阻包括容器内接线板、两根支撑铜线、以及用于探测温度的 金属丝，容器内接线板上设有两片敷铜膜，两根支撑铜线的一端分别与两片敷铜膜的一端 相连接，两根支撑铜线的另一端分别与金属丝的两端相连接，两片敷铜膜的另一端均通过 多芯电缆与容器外接线板相连接，铜导线与任意一片敷铜膜相连接。
[0008] 所述容器外接线板通过两根多芯电缆分别与标准温度传感器的输出端及待标定 的热敏电阻的输出端相连接，多芯电缆穿过密封容器顶部的盖板且与密封容器顶部的盖板 密封连接。
[0009] 所述两根多芯电缆均包括四根导线，其中，第一个多芯电缆上四根导线的一端与 标准温度传感器的输出端相连接，第一个多芯电缆上四根导线的另一端与容器外接线板相 连接；第二个多芯电缆上两根导线的一端与一片敷铜膜相连接，第二个多芯电缆上另外两 根导线的一端与另一片敷铜膜相连接，第二个多芯电缆上的四根导线的另一端与容器外接 线板相连接。
[0010] 所述多芯电缆与密封容器顶部的盖板通过密封胶密封连接。
[0011] 所述盖板上开设有圆孔，多芯电缆穿过所述圆孔，多芯电缆与所述圆孔的内壁通 过密封胶密封连接。
[0012] 所述标准温度传感器为PT100标准温度传感器。
[0013] 所述铜导线的中部缠绕于标准温度传感器的外护套上；
[0014] 所述铜导线的中部及端部均通过导热乳胶分别固定于标准温度传感器的外护套 上以及密封容器的内壁上。
[0015] 所述密封容器通过绝缘导热材料制作而成；
[0016] 所述电阻测量仪为双路精密电阻测量仪。
[0017] 所述密封容器包括盖板以及容器，盖板与容器的顶部的开口通过卡扣或螺纹密封 连接。
[0018] 本发明具有以下有益效果：
[0019] 本发明所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构在对待标定的热敏电阻进 行标定的过程中，通过恒温箱对密封容器的壁面进行控温，使得热量在密封容器壁面、铜导 线、待标定热敏电阻及标准温度传感器之间传递，经足够长时间后，标准温度传感器上的温 度与待标定的热敏电阻上的温度相一致，然后通过容器外接线板采集标准温度传感器产生 的第一电信号以及待标定的温度传感器产生的第二电信号，然后将所述第一电信号及第二 电信号转发至电阻测量仪中，从而测量出标准温度传感器以及待标定的热敏电阻上的电阻 变化，然后将标准温度传感器上的电阻变化以及待标定的热敏电阻上的电阻变化进行对 t匕，从而完成对待标定的热敏电阻的标定，同时在标定的过程中，由于标准温度传感器以及 待标定的温度传感器均位于密封容器中，有效避免恒温箱中的恒温介质进入到密封容器中 而使标准温度传感器及待标定的热敏电阻受损，结构简单，操作方便，实用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本发明中密封容器的结构示意图；
[0021] 图2为本发明的结构示意图。
[0022] 其中，1为多芯电缆、2为铜导线、3为容器、4为敷铜膜、5为支撑铜线、6为金属丝、 7为盖板、8为标准温度传感器。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0024] 参考图1及图2,本发明所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构包括标准 温度传感器8、密封容器、铜导线2、恒温箱、容器外接线板以及电阻测量仪，密封容器放置 于恒温箱内的恒温介质中，标准温度传感器8及待标定的热敏电阻均位于密封容器内，铜 导线2的一端与密封容器的内壁相连接，铜导线2的另一端与待标定的热敏电阻相连接，标 准温度传感器8与铜导线2的中部相连接，标准温度传感器8的输出端及待标定的热敏电 阻的输出端均通过容器外接线板与电阻测量仪的输入端相连接。
[0025] 需要说明的是，所述待标定的热敏电阻包括容器内接线板、两根支撑铜线5、以及 用于探测温度的金属丝6,容器内接线板上设有两片敷铜膜4,两根支撑铜线5的一端分别 与两片敷铜膜4的一端相连接，两根支撑铜线5的另一端分别与金属丝6的两端相连接，两 片敷铜膜4的另一端均通过多芯电缆与容器外接线板相连接，铜导线2与任意一片敷铜膜4 相连接，容器外接线板通过两根多芯电缆1分别与标准温度传感器8的输出端及待标定的 热敏电阻的输出端相连接，多芯电缆1穿过密封容器顶部的盖板7且与密封容器顶部的盖 板7密封连接。两根多芯电缆1均包括四根导线，其中，第一个多芯电缆1上四根导线的一 端与标准温度传感器8的输出端相连接，第一个多芯电缆1上四根导线的另一端与容器外 接线板相连接；第二个多芯电缆1上两根导线的一端与一片敷铜膜4相连接，第二个多芯电 缆1上另外两根导线的一端与另一片敷铜膜4相连接，第二个多芯电缆1上的四根导线的 另一端与容器外接线板相连接，多芯电缆1与密封容器顶部的盖板7通过密封胶密封连接。 盖板7上开设有圆孔，多芯电缆1穿过所述圆孔，多芯电缆1与所述圆孔的内壁通过密封胶 密封连接；标准温度传感器8为PT100标准温度传感器，所述铜导线2的中部缠绕于标准温 度传感器8的外护套上；所述铜导线2的中部及端部均通过导热乳胶分别固定于标准温度 传感器8的外护套上以及密封容器的内壁上。所述密封容器通过绝缘导热材料制作而成； 所述电阻测量仪为双路精密电阻测量仪，密封容器包括盖板7以及容器3,盖板7与容器3 的顶部的开口通过卡扣或螺纹密封连接。
[0026] 该密封容器为瓶状容器，材料可选择为玻璃等绝缘导热材料，形状为圆柱形，瓶口 直径大于金属丝6长度，密封容器的盖板7采用导热材料制作而成，盖上后为确保容器3在 整个标定温度范围内的密封性，应在容器3及其盖板7接缝处用适当的密封材料密封，一般 采用乳胶或石蜡，对于-20?+40°C温度范围，采用石蜡获得了良好的密封效果。盖板7上 开设有两个圆孔，一个用于把连接有待标定的热敏电阻的多芯电缆1穿出到密封容器外， 以便对待标定的热敏电阻的电阻值进行四线法测量；另一个用于把连接有标准温度传感器 8的多芯电缆1穿出到密封容器外，以便对标准温度传感器8的电阻值进行四线法测量。两 个圆孔的直径应略大于多芯电缆1外皮的直径，以方便电缆穿过。为确保标定过程中恒温 介质不会从盖板7上的圆孔与多芯电缆1外皮间渗入，应在多芯电缆1穿好后，先用固化后 具有弹性的密封胶（如704硅橡胶）从盖板7的内外两个方向对圆孔与多芯电缆1外皮间 隙进行密封，待固化后再用固化后强度和硬度较大的快干胶从密封盖的内外两个方向对圆 孔与多芯电缆1外皮间隙进行密封，同时本发明所用的胶之间、以及胶与恒温箱中的恒温 介质之间在标定范围内均不发生反应或浸蚀现象。
[0027] 当需要在一个密封容器内同时标定多个温度传感器时，则多芯电缆1的导线的数 量为待标定的温度传感器数量的4倍，每个待标定的温度传感器都采用4线连接，而且需要 清楚标识。相邻待标定的温度传感器的容器内接线板采用三明治叠层结构，中间用2cm左 右厚度的泡沫或胶垫等绝缘材料相隔，外层用绝缘胶布缠裹固定，以免标定过程中因为容 器3移动而发生内部金属丝6粘连或短路现象。
[0028] 本发明已成功应用于对待标定的热敏电阻在-20?+40°C温度范围内的温度系数 标定实验，具有操作简便、结构牢固、无液体渗漏、容器3内温度平衡速度快（在容器3外恒 温介质温度达到预定温度后半小时内，容器3内温度达到平衡状态）、拆装方便、标定精度 高等优点，可推广用于类似热敏电阻温度系数的标定实验中。
[0029] 需要注意的是：整个标定实验需要关注三个数值：1、恒温箱中恒温介质的实测温 度值，如设定温度为〇°C，如果采用精度为小数点后三位的精密仪表检测，则如果该实测温 度值达到-0. 00% 0. 009,且在10分钟内没有超出该范围，认为恒温箱中恒温介质的实际温 度达到设定值。2、密封容器内标准温度传感器8的实测阻值，以0°C为例，当在10分钟内 PT100的实测阻值仅在99. 9990?100. 0009(以测电阻精度为小数点后四位为例）之间变 化，认为密封容器内温度达到热平衡。3、待标定的热敏电阻，采用四线法进行测量，其阻值 仅小数点后最后一位变化而其它位不变时，认为待标定的热敏电阻与密封容器内温度实时 监测标准温度传感器8的温度相同，在这10分钟内进行3次等时间间隔的读数取平均值， 为实时监测标准温度传感器8指示温度时的特征电阻。
[0030] 实施例一
[0031] 分别对-20°C、0°C、+20°C和+40°C四个温度点时的3个待标定的温度传感器进行 了实时标定，结果如下：
[0032] 检定规程JJG229-2010工业钼、铜热电阻检定规程
[0033] 仪器设备：超级电阻测温仪5?400Q，不确定度U = 5*10_6Q，k = 2，
[0034] 标准钼电阻温度计-189. 344?419. 527°C -等
[0035] 钼丝：Pt020001 (20iim 直径）
[0036] 钨丝：TuOlOOOl (IOiim 直径）
[0037] 钨丝：Tu008001 (8 ii m 直径）
[0038] 表1为3个待标定的热敏电阻在不同温度时的电阻值，然采用线性拟合的方法得 到该三个待标定的热敏电阻的温度系数，如表2所示：
[0039] 表 1
[0040]
【权利要求】
1. 一种用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，包括标准温度传感器 (8)、密封容器、铜导线（2)、恒温箱、容器外接线板以及电阻测量仪，密封容器放置于恒温箱 内的恒温介质中，标准温度传感器（8)及待标定的热敏电阻均位于密封容器内，铜导线（2) 的一端与密封容器的内壁相连接，铜导线（2)的另一端与待标定的热敏电阻相连接，标准 温度传感器（8)与铜导线（2)的中部相连接，标准温度传感器（8)的输出端及待标定的热 敏电阻的输出端均通过容器外接线板与电阻测量仪的输入端相连接。
2. 根据权利要求1所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，所 述待标定的热敏电阻包括容器内接线板、两根支撑铜线（5)、以及用于探测温度的金属丝 (6)，容器内接线板上设有两片敷铜膜（4)，两根支撑铜线（5)的一端分别与两片敷铜膜（4) 的一端相连接，两根支撑铜线（5)的另一端分别与金属丝（6)的两端相连接，两片敷铜膜 (4)的另一端均通过多芯电缆与容器外接线板相连接，铜导线（2)与任意一片敷铜膜（4)相 连接。
3. 根据权利要求2所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，所述 容器外接线板通过两根多芯电缆（1)分别与标准温度传感器（8)的输出端及待标定的热敏 电阻的输出端相连接，多芯电缆（1)穿过密封容器顶部的盖板（7)且与密封容器顶部的盖 板（7)密封连接。
4. 根据权利要求3所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，所述 两根多芯电缆（1)均包括四根导线，其中，第一个多芯电缆（1)上四根导线的一端与标准温 度传感器（8)的输出端相连接，第一个多芯电缆（1)上四根导线的另一端与容器外接线板 相连接；第二个多芯电缆（1)上两根导线的一端与一片敷铜膜（4)相连接，第二个多芯电缆 (1)上另外两根导线的一端与另一片敷铜膜（4)相连接，第二个多芯电缆（1)上的四根导线 的另一端与容器外接线板相连接。
5. 根据权利要求3所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，所述 多芯电缆（1)与密封容器顶部的盖板（7)通过密封胶密封连接。
6. 根据权利要求5所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，所述 盖板（7)上开设有圆孔，多芯电缆（1)穿过所述圆孔，多芯电缆（1)与所述圆孔的内壁通过 密封胶密封连接。
7. 根据权利要求1用于所述的热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，所述 标准温度传感器（8)为PT100标准温度传感器。
8. 根据权利要求1所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于， 所述铜导线（2)的中部缠绕于标准温度传感器（8)的外护套上； 所述铜导线（2)的中部及端部均通过导热乳胶分别固定于标准温度传感器（8)的外护 套上以及密封容器的内壁上。
9. 根据权利要求1所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于， 所述密封容器通过绝缘导热材料制作而成； 所述电阻测量仪为双路精密电阻测量仪。
10. 根据权利要求1所述的用于热敏电阻温度系数标定的封装结构，其特征在于，所述 密封容器包括盖板（7)以及容器（3)，盖板（7)与容器（3)的顶部的开口通过卡扣或螺纹密 封连接。
【文档编号】G01K15/00GK104374494SQ201410659272
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】赵军卫, 张志刚, 强希文, 封双联, 关小伟, 吴敏, 罗振莹 申请人:中国人民解放军63655部队