一种精密热电偶参考端均温补偿模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种精密热电偶参考端均温补偿模块，包括壳体，壳体内设置有一个双面覆铜的PCB板，上述PCB板上设置有铜套和热电偶快速接插件的底座，壳体的前端设置有双头插头，所述双头插头的两个插头分别通过细铜丝联接插接件底座的正负极。本实用新型可解决参考端温度传感器和热电偶参考端物理结构设计不合理造成的温差问题，该模块可以为热电偶精密测温/模拟过程提供准确、稳定的参考端补偿，使用该模块后，热电偶测量/校准过程中的参考端补偿误差≤±0.1℃。
【专利说明】一种精密热电偶参考端均温补偿模块
【技术领域】
[0001]本实用新型属于温度计量/校准/测试领域，涉及一种精密热电偶参考端均温补偿模块，该模块可以为热电偶精密测温/模拟过程提供准确、稳定的参考端补偿。
【背景技术】
[0002]热电偶是温度计量行业中最常用的一种传感器，它将温度信号转换成热电动势信号，通过电测仪表转换成被测介质的温度。热电偶具有测量精度高、范围大、响应速度快、性能可靠、使用寿命长等优点，在温度计量、校准和测试领域得到广泛应用。由于热电偶长期工作在高温环境下，热电偶会出现老化、变质或氧化，影响热电偶的热电动势，使温度测量精度得不到保证。而温度测量是否准确稳定将直接影响工业产品的质量和稳定性，因此，热电偶不仅在出厂时需要进行严格检验，而且在使用过程中需要定期进行检定。
[0003]热电偶测温的基本原理是基于塞贝克发现的热电现象，将两种不同材料的导体A和B连接在一起组成一个闭合回路，当两个接点I与2的温度不同时，如TXTtl，在回路中就会产生热电动势，此种现象称为热电效应。其中，导体A、B称为热电极，将A、B两极焊接成对则组成热电偶。在两个接点中，接点I是将两极焊接在一起，测温时将它置于测温场中，故称为测量端、热端或工作端，接点2处于环境之中，且要求温度恒定，故称为参考端、冷端或自由端。由热电偶测温原理可知，热电偶因温度变化产生的热电动势，是测量端温度与参考端温度的函数差，当热电偶参考端温度保持不变，热电动势此时是被测温度的单值函数。工业中经常使用的分度表及显示仪表，都是根据热电偶参考端为0°C而制作的。此外，在实际应用中，由于热电偶的测量端与参考端距离很近，参考端又暴露于空气中，容易受到环境温度的影响，参考端温度很难保持恒定，参考端温度的变化将直接影响温度测量的准确度，因此要采用适当的措施对参考端温度进行补偿。目前，常用的热电偶参考端温度补偿方法主要有参考端恒温法和参考端温度自动补偿法。其中，参考端恒温法将热电偶的参考端置于冰水混合物中，使其参考端温度恒定为o°c。为了保证参考端为o°c，必须要经常检查，并补充适量的冰肩。此种方法需要购置很多辅助设备，且费时费力，只适用于实验室，不适用于一般工业场合，因此在此方法基础之上，又提出了恒温槽法，扩展了该类方法的应用范围，但恒温槽法的补偿范围小，仅在恒温点附近能得到补偿。参考端温度自动补偿法通常使用温度传感器，将其置于热电偶的参考端，并时时检测参考端的温度变化，由热电偶测温原理可知，热电偶实际的热电动势为测量值与参考端修正值之和。国产温度现场测量/校准仪器通常使用Pt10铂电阻作为热电偶的参考端，但目前绝大部分的国产仪器都没有很好的将参考端温差问题解决。在参考端温度传感器误差忽略的前提下，因参考端温度传感器与热电偶参考端物理结构设计不合理造成两者之间实际温度差普遍在2°c -4°c，这一误差成了热电偶精密测温/模拟过程中很大的误差来源。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就在于解决参考端温度传感器和热电偶参考端物理结构设计不合理造成的温差问题而提供一种精密热电偶参考端均温补偿模块，该模块可以为热电偶精密测温/模拟过程提供准确、稳定的参考端补偿，使用该模块后，热电偶测量/校准过程中的参考端补偿误差< ±0.1°C。
[0005]本实用新型的技术解决方案是:一种精密热电偶参考端均温补偿模块，包括壳体，壳体内设置有一个双面覆铜的PCB板，上述PCB板上设置有铜套和热电偶快速接插件的底座，壳体的前端设置有双头插头，所述双头插头的两个插头分别通过细铜丝联接插接件底座的正负极。
[0006]上述铜套内腔与PtlOO参考端温度传感器相适应，将铜套及热电偶快速接插件的底座(采用导热玻璃纤维材料和铜制作)均焊接在一双面覆铜的PCB板上，通过该模块设计使参考端温度传感器和热电偶参考端能够实现温度一致及变化的同步。
[0007]进一步的，所述壳体顶部覆有海棉单面胶。在壳体顶部敷有海绵单面胶，热电偶接头插入时可以起到密封作用，进一步降低外界环境温度因空气流动造成的瞬间变化影响。
[0008]进一步的，上述插头为香蕉头。使用细铜丝连接目的在于:香蕉插头是插入电测仪器内部的，温度会受仪器内部发热的影响，通过细铜丝连接的热电偶的底座会将这部分的温度影响基本消除。并且设计香蕉插头间的间距为19mm，该间距能够适应于各类标准的计量电测仪器。
[0009]进一步的，所述壳体可使用铝制材料，铝制外壳能够良好的感知环境温度。
[0010]本实用新型的优点是:该恒温模块具有比较大的热惯性，外部温度的瞬间变化对模块内部温度造成的冲击影响很小；由于使用大面积的覆铜材料，使得温度补偿传感器与插入的热电偶参考端在模块内部具有相同的温度变化趋势；温度补偿传感器能够正确的测量到插入参考端的温度；19_间距的香蕉插头能适应于绝大部分的温度计量测试/模拟仪器；外部使用海绵单面胶和铝制外壳封装，整体密封性好；体积小巧，使用简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1.本实用新型精密热电偶参考端均温补偿模块结构示意图
[0012]图中1.铜套2.热电偶快速接插件3.双面敷铜PCB板4.细铜丝5.香蕉插头6.海面单面胶7.铝制外壳
[0013]图2.本实用新型精密热电偶参考端均温补偿模块外观示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1、图2所示，
[0015]首先，将铜套I和热电偶快速接插件2的底座焊接在双面覆铜的PCB板3上；然后，将两个直径4mm香蕉插头5固定在PCB板3上，其间距为19mm，并用两根细铜丝4将其分别与热电偶快速接插件2底座的正负极相连接；最后，使用铝制外壳7对该模块进行封装和固定，并在模块的顶部利用海绵单面胶进行密封。
[0016]本实用新型精密热电偶参考端均温补偿模块外观示意图如图2所示，使用时将PtlOO参考端温度传感器和热电偶参考分别端置于该模块的铜套I和热电偶快速接插件2中，并通过将香蕉插头插入计量电测仪器实现参考端温度/电势的测量。本实用新型精密热电偶参考端均温补偿模块采用密封设计，体积小巧，使用简单，受环境温度影响小，可以为热电偶精密测温/模拟过程提供准确、稳定的参考端补偿，使参考端温度补偿误差控制在±0.1°C范围内。
【权利要求】
1.一种精密热电偶参考端均温补偿模块，其特征在于:包括壳体，壳体内设置有一个双面覆铜的PCB板，上述PCB板上设置有铜套和热电偶快速接插件的底座，壳体的前端设置有双头插头，所述双头插头的两个插头分别通过细铜丝联接插接件底座的正负极。
2.根据权利要求1所述的一种精密热电偶参考端均温补偿模块，其特征在于:所述壳体顶部覆有海棉单面胶。
3.根据权利要求1或2所述的一种精密热电偶参考端均温补偿模块，其特征在于:上述插头为香蕉头。
4.根据权利要求1或2所述的一种精密热电偶参考端均温补偿模块，其特征在于:所述壳体使用铝制材料制作。
【文档编号】G01K15/00GK204188309SQ201420700198
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】徐震震 申请人:泰安磐然测控科技有限公司