一种数控机床热误差测试用温度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种温度的测量装置，具体涉及一种数控机床热误差测试用温度传感器，属于测量技术领域。
【背景技术】
[0002]要提尚加工精度，最为经济有效的方法是对机床热误差进行实时补偿，而进行热误差补偿的前提条件是要能够实时、精确、可靠地测试出机床热敏感点的温度数值，这就离不开高精度和高稳定性的测温元件。
[0003]数控机床上使用的温度传感器大致可分为两大类:模拟式温度传感器和数字式温度传感器。模拟式温度传感器需进行信号变送处理以及A/D转换，要求温度变送单元和模数转换单元都具有很高的精度，而实际上温度变送单元往往存在线性度和抗干扰能力较差的缺点，导致模拟式温度传感器的最终检测精度和稳定性下降。常用的模拟式温度传感器有热电偶型和热电阻型。热电偶型模拟式温度传感器通过把温度信号转换成热电动势信号来测量温度大小，测量时要求其冷端的温度保持不变。若冷端温度变化，将严重影响测量的准确性。因此必须在冷端采取一定的补偿措施来消除冷端温度变化的影响，然而精确的冷端补偿实现起来非常困难。热电阻型模拟式温度传感器基于金属导体的电阻随温度的增加而增加的特性进行温度测量，常用铂电阻作为感温元件，测试范围在O?650°C，然而在机床温度测试区的O?60°C区间内存在非线性问题，不适合进行机床温度测试；此外，热电阻型传感器有一定的衰减性，即随着时间的增加，其电阻-温度比例关系会逐步衰减变化，需要定期重新标定，具体实施起来较为繁琐。
[0004]数字式温度传感器具有抗干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点，所以数控机床热误差测试中，通常使用数字温度传感器芯片作为温度测量元件。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新型的数控机床热误差测试用温度传感器，其热传导效果好，信号传送稳定，能够满足数控机床热误差敏感点温度的测试精度和测试范围要求，具有抗干扰性强、安装可靠方便和电缆压降影响小的优点。
[0006]本发明是通过以下技术方案来解决其技术问题的:
[0007]—种数控机床热误差测试用温度传感器，安装于数控机床温度敏感点上，其特征在于，所述温度传感器包括钕铁硼磁性壳体、线路板、温度传感芯片和双绞双屏蔽电缆线，所述线路板固定在所述钕铁硼磁性壳体的内腔中部，所述温度传感芯片焊接在所述线路板的下侧面且与所述钕铁硼磁性壳体的底部连接，该底部涂覆有高导热性胶体，该高导热性胶体的内侧与所述温度传感芯片贴合，外侧通过所述钕铁硼磁性壳体吸附于数控机床温度敏感点上，所述双绞双屏蔽电缆线穿过所述钕铁硼磁性壳体且焊接在所述线路板上，所述温度传感芯片和线路板与所述钕铁硼磁性壳体之间的内腔空缺处填满隔热用树脂；所述温度传感芯片通过所述高导热性胶体对数控机床温度敏感点进行温度测量，所述线路板通过所述双绞双屏蔽电缆线将所得温度信号向外传输。
[0008]作为进一步改进，所述的钕铁硼磁性壳体的外部包裹有橡胶套。
[0009]作为进一步改进，所述的温度传感芯片为TSic_506F高精度数字式温度传感芯片。
[0010]作为进一步改进，所述的双绞双屏蔽电缆线采用内衬金属软管的铠装结构，在穿过所述钕铁硼磁性壳体处使用密封套。
[0011]作为进一步改进，所述的双绞双屏蔽电缆线在所述线路板上方穿过且焊接在该线路板的下侧面。
[0012]作为进一步改进，所述的数控机床温度敏感点包括丝杠螺母、轴承和电机。
[0013]本发明的有益效果在于:
[0014]1.钕铁硼磁性壳体可以安全可靠的吸附在丝杠螺母等机床温度敏感点上，安装便利，同时该钕铁硼磁性壳体使用环境温度可达80°C以上，能够满足数控机床热误差敏感点温度变化范围的要求。
[0015]2.双绞双屏蔽电缆线可防止长距离导线传输时的差分电压干扰，能够抵抗外界电磁干扰，保证温度信号传送的稳定性，满足了数控机床热误差敏感点测试的温度精度要求。
[0016]3.双绞双屏蔽电缆线在线路板上方穿过，焊接于线路板下侧面，走线方式避免焊接点直接受力，并且双绞双屏蔽电缆线外部采用耐弯曲的加固橡胶和铠装结构，避免了来回运动中的弯曲疲劳折损和橡胶层的磨损，满足了数控机床热误差敏感点温度测试对电缆线可靠性的要求。
[0017]4.选用瑞士 1ST公司生产的TSic_506F型高精度数字式温度传感集成芯片，精度达到±0.1 °C，测试范围为-10°C?600C，线性度最高的测试区为5°C?45°C，符合了机床热敏感点温度的测试精度和测试范围的要求。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。
[0019]图中，
[0020]I温度传感芯片，2线路板，3钕铁硼磁性壳体，4橡胶套，5密封套，6双绞双屏蔽电缆线，7树脂，8高导热性胶体。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明，实施例以本发明的技术方案为前提，给出了详细的实施方法和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
[0022]所述数控机床热误差测试用温度传感器安装于包括丝杠螺母、轴承和电机等在内的数控机床温度敏感点上。请参阅图1，所述温度传感器包括钕铁硼磁性壳体3、线路板2、温度传感芯片I和双绞双屏蔽电缆线6。
[0023]所述的钕铁硼磁性壳体3的外部包裹有橡胶套4。所述线路板2固定在所述钕铁硼磁性壳体3的内腔中部。所述温度传感芯片I为瑞士 1ST公司生产的TSic-506F高精度数字式温度传感芯片，焊接在所述线路板2的下侧面且与所述钕铁硼磁性壳体3的底部连接；该底部涂覆有高导热性胶体8，该高导热性胶体8的内侧与所述温度传感芯片I贴合，外侧通过磁性壳体吸附于数控机床温度敏感点上，以对温度敏感点的温度进行检测。
[0024]所述的双绞双屏蔽电缆线6采用内衬金属软管的铠装结构，穿过所述钕铁硼磁性壳体3和橡胶套4，并且在所述线路板2上方穿过，焊接在该线路板2的下侧面。在穿过所述钕铁硼磁性壳体3和橡胶套4处使用密封套5。所述温度传感芯片I和线路板2与所述钕铁硼磁性壳体3之间的内腔空缺处填满了隔热用树脂7。
[0025]所述温度传感芯片I通过所述高导热性胶体8对数控机床温度敏感点进行温度测量，所述线路板2通过所述双绞双屏蔽电缆线6将所得温度信号向外传输。
[0026]本发明具有安装便捷可靠、精度高、稳定性好、抗干扰能力强的优点，适用于数控机床热误差测试中热敏感点温度的测量。
【主权项】
1.一种数控机床热误差测试用温度传感器，安装于数控机床温度敏感点上，其特征在于，所述温度传感器包括钕铁硼磁性壳体、线路板、温度传感芯片和双绞双屏蔽电缆线，所述线路板固定在所述钕铁硼磁性壳体的内腔中部，所述温度传感芯片焊接在所述线路板的下侧面且与所述钕铁硼磁性壳体的底部连接，该底部涂覆有高导热性胶体，该高导热性胶体的内侧与所述温度传感芯片贴合，外侧通过所述钕铁硼磁性壳体吸附于数控机床温度敏感点上，所述双绞双屏蔽电缆线穿过所述钕铁硼磁性壳体且焊接在所述线路板上，所述温度传感芯片和线路板与所述钕铁硼磁性壳体之间的内腔空缺处填满隔热用树脂；所述温度传感芯片通过所述高导热性胶体对数控机床温度敏感点进行温度测量，所述线路板通过所述双绞双屏蔽电缆线将所得温度信号向外传输。2.根据权利要求1所述的数控机床热误差测试用温度传感器，其特征在于，所述的钕铁硼磁性壳体的外部包裹有橡胶套。3.根据权利要求1所述的数控机床热误差测试用温度传感器，其特征在于，所述的温度传感芯片为TSic-506F高精度数字式温度传感芯片。4.根据权利要求1所述的数控机床热误差测试用温度传感器，其特征在于，所述的双绞双屏蔽电缆线采用内衬金属软管的铠装结构，在穿过所述钕铁硼磁性壳体处使用密封套。5.根据权利要求1所述的数控机床热误差测试用温度传感器，其特征在于，所述的双绞双屏蔽电缆线焊接在所述线路板的下侧面。6.根据权利要求1所述的数控机床热误差测试用温度传感器，其特征在于，所述的数控机床温度敏感点包括丝杠螺母、轴承和电机。
【专利摘要】一种数控机床热误差测试用温度传感器，包括钕铁硼磁性壳体、线路板、温度传感芯片和双绞双屏蔽电缆线，其中，线路板固定在钕铁硼磁性壳体的内腔中部，温度传感芯片焊接在线路板的下侧面且与钕铁硼磁性壳体的底部连接，该底部涂覆有高导热性胶体，该高导热性胶体的内侧与温度传感芯片贴合，外侧通过钕铁硼磁性壳体吸附于数控机床温度敏感点上，双绞双屏蔽电缆线穿过钕铁硼磁性壳体且焊接在线路板上，温度传感芯片和线路板与钕铁硼磁性壳体之间的内腔空缺处填满隔热用树脂；温度传感芯片通过高导热性胶体对数控机床温度敏感点进行温度测量，线路板通过双绞双屏蔽电缆线将温度信号向外传输。本发明具有安装便捷可靠、精度高、稳定性好、抗干扰能力强的优点，适用于数控机床热误差测试中热敏感点温度的测量。
【IPC分类】G01K7/00
【公开号】CN105092071
【申请号】CN201510475862
【发明人】黄奕乔, 姚晓栋, 杨建国, 冯文龙, 李自汉, 拓占宇
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月6日