一种测温电阻的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种测温电阻，目的在于，具有自加热实时测温功能，能快速、准确、稳定、方便地测量固体材料热导系数，所采用的技术方案为：包括基板，基板的底面设置有导热金属箔，基板的顶面设置有测量金属箔，所述导热金属箔和测量金属箔分别通过粘胶层与基板粘接，所述测量金属箔包括加热电阻和测温电阻，所述加热电阻包括呈平面螺旋状的加热电阻工作栅，加热电阻工作栅的一端设有加热电阻接线A端，另一端设有加热电阻接线B端；所述测温电阻包括呈平面螺旋状的测温电阻工作栅，测温电阻工作栅的一端设有测温电阻接线A端，另一端设有测温电阻接线B端，所述加热电阻工作栅与测温电阻工作栅相互等距平行嵌套排列。
【专利说明】
一种测温电阻
技术领域
[0001]本发明涉及一种测温电阻，具体涉及一种能够实时自加热的测温电阻。【背景技术】
[0002]目前，材料的导热系数常常需要通过实验来测定。至今广泛应用的材料导热系数测定方法为稳态法。其原理是利用稳定传热过程中，传热速率等于散热速率的平衡状态，根据傅里叶一维稳态热传导模型，由通过测试样品的热流密度、两侧温差和厚度，计算得到导热系数。
[0003]使用稳态法测定材料的导热系数时，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分析，然后进行测量。使用导热系数测定仪，该仪器采用低于36V的隔离电压作为加热电源，整个加热圆筒可上下升降和左右转动，发热圆盘和散热圆盘的侧面有一小孔，用来放置热电偶。散热盘放在可以调节的三个螺旋头上，可使待测样品盘的上下两个表面与发热圆盘和散热圆盘紧密接触。散热盘下方有一个轴流式风扇，用来快速散热。两个热电偶的冷端分别插在放有冰水的杜瓦瓶中的两根玻璃管中。热端分别插入发热圆盘和散热圆盘的侧面小孔内。冷、热端插入时，涂少量的硅脂，热电偶的两个接线端分别插在仪器面板上的相应插座内。利用面板上的开关可方便地直接测出两个温差电动势，再根据相应的对照表转化成对应的温度值。
[0004]现有技术测量方法测量时间较长，测量过程复杂，而且热源电压、热电偶安装位置及其准确性、测量环境温度变化等对测量结果影响较大。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种具有自加热实时测温功能，能快速、 准确、稳定、方便地测量固体材料热导系数的测温电阻。
[0006]为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为:包括基板，基板的底面设置有导热金属箱，基板的顶面设置有测量金属箱，所述导热金属箱和测量金属箱分别通过粘胶层与基板粘接，所述测量金属箱包括加热电阻和测温电阻，所述加热电阻包括呈平面螺旋状的加热电阻工作栅，加热电阻工作栅的一端设有加热电阻接线A端，另一端设有加热电阻接线B端;所述测温电阻包括呈平面螺旋状的测温电阻工作栅，测温电阻工作栅的一端设有测温电阻接线A端，另一端设有测温电阻接线B端。
[0007]所述加热电阻工作栅与测温电阻工作栅相互等距平行嵌套排列；
[0008]所述的加热电阻接线A端与加热电阻工作栅间设有呈螺旋状的加热电阻打磨型调节栅;所述测温电阻接线B端与测温电阻工作栅间设有呈螺旋状的测温电阻的打磨型调节栅。
[0009]所述的加热电阻工作栅的相邻栅条间设置有加热电阻短路切割型调节栅，所述测温电阻工作栅的相邻栅条间设置有测热电阻短路切割型调节栅。
[0010]所述的加热电阻工作栅的栅条宽度是测温电阻工作栅的栅条宽度的2?5倍。
[0011]所述的导热金属箱和测量金属箱采用2WI1?6WI1厚度的金属箱。
[0012]所述的加热电阻和测温电阻的材质采用经过热处理的纯镍、镍铁合金或铂。
[0013]所述的基板采用0.1?0.8_厚度的氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷基板。
[0014]所述的粘胶层选择材料为环氧树脂或酚醛树脂作为粘接剂。[〇〇15]与现有技术相比，本发明的加热电阻工作栅与测温电阻工作栅相互等距平行嵌套，通过测量温度的测温电阻与自身加热的加热电阻生成在同一载体上，具有相同的材料， 能够实现高精确的电阻匹配，安装方便，测温电阻所检测的温度来自于本体中加热电阻产生的热量，当然热量也与被测材料的导热有关，测量中一般采用高效导热胶将测温电阻固定到被测材料上，胶层较薄，加热电阻通过基板、导热的金属箱、导热胶与被测材料进行传热导或热交换，由测温电阻测量出材料测量面的电阻值，然后再转化为温度值，使得材料测量工作面的温度值能够被准确测量，以及系统的稳定性得以提高。本发明具有自加热实时测温功能，能快速、准确、稳定、方便地测量固体材料热导系数。
[0016]进一步，本发明通过增加了电阻阻值调整的栅条型调节栅，通过机械打磨方式减薄调节栅金属箱厚度，从而实现测温电阻和加热电阻的精确调阻，保证测温电阻与加热电阻的电阻值大小相近或相等;最终实现加热与测温一体化，具有实时加热与实时测温的功能。
[0017]进一步，本发明增加了电阻阻值精确调整的短路环型切割调节栅，通过机械切割或激光切割工艺方法，从而实现测温电阻和加热电阻的精确调阻，保证测温电阻与加热电阻的电阻值大小相等;最终实现自加热与测温一体化，具有实时加热与实时测温的功能。此设计对于电阻栅影响较小，电阻调整精度高，稳定性好。
[0018]更进一步，加热电阻的栅条宽度是测温电阻的栅条宽度的2?5倍，能够使本发明承受较高的工作电压获得更高的测量温范围，提高了本发明测量材料热导系数的精准性和稳定性。【附图说明】
[0019]图1为本发明的主视图；
[0020]图2是本发明实施例一的电阻图形；[0021 ]图3是本发明的背面俯视图；
[0022]图4是本发明实施例二的电阻图形；
[0023]其中，1.测量金属箱，2.基板，3.导热金属箱，4.粘胶层，5a.加热电阻接线A端，5b.加热电阻接线B端，6.加热电阻打磨型调节栅，7a.测温电阻接线A端，7b.测温电阻接线B端， 8.测温电阻打磨型调节栅，9.测温电阻工作栅，10.加热电阻工作栅，11.加热电阻短路切割型调节栅，12.测温电阻短路切割型调节栅。【具体实施方式】[〇〇24]下面结合具体的实施例和说明书附图对本发明作进一步的解释说明。
[0025]参见图1和图3,本发明包括基板2,基板2的底面设置有导热金属箱3,基板2的顶面设置有测量金属箱1，导热金属箱3和测量金属箱1分别通过粘胶层4与基板2粘接，导热金属箱3和测量金属箱1采用2mi?6mi厚度的金属箱。测量金属箱1包括加热电阻和测温电阻，加热电阻和测温电阻的材质采用经过热处理的纯镍、镍铁合金或铂，加热电阻工作栅10的栅条宽度是测温电阻工作栅9的栅条宽度的2?5倍。基板2采用0.1?0.8_厚度的氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷基板。粘胶层4选择材料为环氧树脂或酚醛树脂作为粘接剂。
[0026] 参见图2和图4,加热电阻包括呈平面螺旋状的加热电阻工作栅10,加热电阻工作栅10的一端设有加热电阻接线A端5a，另一端设有加热电阻接线B端5b;测温电阻包括呈平面螺旋状的测温电阻工作栅9,测温电阻工作栅9的一端设有测温电阻接线A端7a，另一端设有测温电阻接线B端7b，所述加热电阻工作栅10与测温电阻工作栅9相互等距平行嵌套。参见图2,加热电阻接线A端5a与加热电阻工作栅10间设有呈螺旋状的加热电阻打磨型调节栅 6;测温电阻接线B端7b与测温电阻工作栅9间设有呈螺旋状的测温电阻的打磨型调节栅8。 参见图4,加热电阻工作栅10的相邻栅条间的螺旋弯拐点处设置有加热电阻短路切割型调节栅11，测温电阻工作栅9的相邻栅条间的螺旋弯拐点处设置有测热电阻短路切割型调节栅12。[〇〇27]本发明的工作原理:测温电阻所检测的温度来自于本体中加热电阻产生的热量， 当然热量也与被测材料的导热有关，测量中一般采用高效导热胶将测温电阻固定到被测材料上，胶层较薄，加热电阻通过陶瓷基板、导热金属箱、导热胶与被测材料进行传热导或热交换，由测温电阻测量出被测材料测量面的实时电阻值，然后再转化为温度值，通过运算得到被测材料的导热系数。
[0028] 测量金属箱1包含加热电阻和测温电阻，并且加热电阻工作栅与测温电阻工作栅相互平行等距嵌套排列；加热电阻的栅条宽度是测温电阻栅条宽度的2?5倍，可以承受较高的工作电压获得更高的测温范围。加热电阻设置有电阻调节栅，电阻调节栅有栅条打磨式和短路切割式等多种型式，可实现电阻精确调整;测温电阻设置有电阻调节栅，电阻调节栅有栅条打磨式和短路切割式等多种型式，可实现电阻精确调整;粘胶层，优选材料为环氧树脂或酚醛树脂，本发明能够将测量温度的电阻与自身加热的电阻生成在同一载体上，具有相同的材料，并且能够实现高精确的电阻匹配，安装方便，使得材料测量工作面的温度值能够被准确测量，以及系统的稳定性得以提高。[〇〇29]本发明有益效果是:
[0030]1、自加热实时测温，测温快速、准确性、稳定性、可靠性有很大地提高；
[0031]2、产品结构简单，易加工，使用方便，适用大部分固体材料导热系数的精确测量；[〇〇32]3、对加热电压、安装位置要求低，抗环境温度干扰强。
[0033]本发明具有自加热功能的测温电阻基本构造是由测量金属箱1、基板2、导热金属箱3和粘胶层4组成，粘胶层4分别将测量金属箱1与基板2、导热金属箱3与基板2牢固的粘结在一起。[〇〇34]在制作上述自加热测温电阻的过程中，首先选用2wii?6mi厚度、合适电阻率和电阻温度系数的金属箱;纯镍、镍铁合金、铂等金属箱可作为测量电阻和加热电阻首选材质。 在使用前需经过热处理后作为测温电阻、加热电阻的测量金属箱1和导热金属箱3;选用导热率较高、〇.1?〇.8_厚的氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷基板作为基板2;使用环氧树脂或酚醛树脂作为粘接剂均匀的涂覆在基板2的正面和反面，经过热固化使得粘接剂在基板2表面形成粘胶层4;最后，把测量金属箱1与基板2的正面粘胶层4粘在一起，以及把导热金属箱3与基板2的背面粘胶层4粘在一起;或通过溅射技术在基板2背面形成金属箱;导热金属箱可以采用与测量金属相同材料或纯铜，经过加压、热固化处理、图案成形技术，形成测温电阻。
[0035]实施例一，详见图2,电阻图形中增加了电阻阻值调整的栅条型调节栅，S卩加热电阻打磨型调节栅6和测温电阻打磨型调节栅8,通过机械打磨方式减薄调节栅金属箱厚度， 从而实现测温电阻和加热电阻的精调，保证测温电阻与加热电阻的电阻值大小相近或相等;最终实现自加热与测温一体化，具有实时加热与实时测温的功能。
[0036]实施例二，详见图4,电阻图形中，增加了电阻阻值精确调整的短路环型调节栅，即加热电阻短路切割型调节栅11和测热电阻短路切割型调节栅12,通过机械切割或激光切割工艺方法，从而实现测温电阻和加热电阻的精调，保证测温电阻与加热电阻的电阻值大小相近或相等;最终实现自加热与测温一体化，具有实时加热与实时测温的功能。此设计对于测温电阻工作栅和加热电阻工作栅影响较小，电阻调整精度高，稳定性好。
【主权项】
1.一种测温电阻，其特征在于，包括基板(2)，基板(2)的底面设置有导热金属箱(3)，基 板(2)的顶面设置有测量金属箱(1)，所述导热金属箱(3)和测量金属箱(1)分别通过粘胶层 (4)与基板(2)粘接，所述测量金属箱(1)包括加热电阻和测温电阻，所述加热电阻包括呈平 面螺旋状的加热电阻工作栅(10)，加热电阻工作栅(10)的一端设有加热电阻接线A端(5a)， 另一端设有加热电阻接线B端(5b);所述测温电阻包括呈平面螺旋状的测温电阻工作栅(9)，测温电阻工作栅(9)的一端设有测温电阻接线A端(7a)，另一端设有测温电阻接线B端 (7b)，所述加热电阻工作栅(10)与测温电阻工作栅(9)相互等距平行嵌套。2.根据权利要求1所述的一种测温电阻，其特征在于，所述的加热电阻接线A端(5a)与 加热电阻工作栅(10)间设有呈螺旋状的加热电阻打磨型调节栅(6);所述测温电阻接线B端 (7b)与测温电阻工作栅(9)间设有呈螺旋状的测温电阻的打磨型调节栅(8)。3.根据权利要求1所述的一种测温电阻，其特征在于，所述的加热电阻工作栅(10)的相 邻栅条间设置有加热电阻短路切割型调节栅(11)，所述测温电阻工作栅(9)的相邻栅条间 设置有测热电阻短路切割型调节栅(12)。4.根据权利要求1或2或3所述的一种测温电阻，其特征在于，所述的加热电阻工作栅(10)的栅条宽度是测温电阻工作栅(9)的栅条宽度的2?5倍。5.根据权利要求1所述的一种测温电阻，其特征在于，所述的导热金属箱(3)和测量金 属箱(1)采用2mi?6mi厚度的金属箱。6.根据权利要求1所述的一种测温电阻，其特征在于，所述的加热电阻和测温电阻的材 质采用经过热处理的纯镍、镍铁合金或铂。7.根据权利要求1所述的一种测温电阻，其特征在于，所述的基板(2)采用0.1?0.8mm厚度的氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷基板。8.根据权利要求1所述的一种测温电阻，其特征在于，所述的粘胶层(4)选择材料为环 氧树脂或酚醛树脂作为粘接剂。
【文档编号】G01K7/16GK106017713SQ201610496819
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】晏志鹏, 雒平华, 张勋, 熊英, 刘旭, 任博哲
【申请人】中航电测仪器股份有限公司