一种低温温度测量装置及方法与流程

本发明涉及一种低温温度测量装置及方法，特别涉及一种多路温度测量方法。

背景技术：

在低温物理实验中，维持低温环境，特别是液氦温区(4.2k附近)的低温环境极为不易，需要采取多种绝热措施最大限度减少环境向低温部件的传热，尤其在需要精确测量情况下，控制外界环境向低温实验对象的微小传热都显得至关重要。

温度是低温实验中需要进行测量的最基本的物理量，温度计本身通常采用“四引线法”来实现高精度的测量，其中两根引线用于通电流，另外两根引线用于测电压，即温度计本身需要四根测量线从低温端一直连到室温端来完成温度的测量。为保证温度测量的精度，温度计使用时要求温度计本身与待测物体有良好的热接触，这样外界环境通过所述四根测量线传递的热量被温度计和待测物体吸收，进而影响温度测量的精度及待测物体的实际温度。

在低温实验中，为了保证实验过程数据的准确性和完整性，通常需要在实验对象上布置多个温度测量点，这样就增加了温度计测量线的数量，需考虑多路温度测量过程中的传热问题。现有的多路温度测量技术中，各路温度计相互独立，每个温度计都通过四根测量线进行温度测量，当温度计的数量不多时，通过温度计测量线传递的热量对实验影响不大，此时由温度计造成的影响可忽略不计；当温度计的数量增加，使得通过温度计测量线传递的总热量过多而引发实验对象和温度计本身的热流波动，这样就不可避免地造成温度测量误差及相关的实验误差。

目前尚未有相关的测量技术报导来解决此问题。

技术实现要素：

本发明的目的是：克服现有多路温度测量技术的上述缺点，提出一种低温温度测量装置及方法，解决低温实验中多路温度计传热量过大的问题。

本发明通过下述技术方案予以实现。

本发明一种低温温度测量装置包括：静盘、动盘和温度计。静盘和动盘由电绝缘材料制作，并且同轴布置。静盘圆周上布置有多个(至少四的倍数)可导电的静触点，动盘圆周上布置有四个可导电的动触点，在动盘上表面中心处固定有动盘轴，当动盘轴旋转时使得动盘同步旋转，同时使得所述动触点与静触点接触。

各路温度计的四根引出线沿静盘圆周布置，并与静触点实现电连接，然后在动盘上的四个动触点上引出四根测量线，测量温度时，旋转动盘轴使得动盘上布置的四个动触点与静盘上某路温度计相连接的四个静触点接触，这样待测温度计的导电通路实现全程导通，从而可以通过四根测量线进行温度测量，当需要更改待测温度计时，只需旋转动盘轴，使得所述动触点与待测温度计相连的静触点实现电接触即可。

本发明只需四根测量线即可连通不同的温度计，实现多路温度的测量，同时对于多路温度测量而言，每次测量均只有一个温度计成为外界环境与低温实验对象的热传递媒介；理论上设定温度计的数量为n，则相比现有的多路温度测量技术对应的传热量，本发明所述多路温度测量技术对应的传热量仅为其1/n倍，因而能够大大减小外界环境与低温实验对象的热传递，从而提高测量精度。

附图说明

图1本发明动盘结构示意图；

图2本发明静盘结构示意图；

图3本发明温度计结构示意图；

图4本发明整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，本发明中，动盘1b由电绝缘材料制作，动盘1b上表面中心处固定有动盘轴1a，动盘1b圆周上均匀布置有四个可导电的动触点1c。本实施方式中动触点1c为针形，长度大于动盘1b厚度，动触点1c贯穿动盘1b，并在动盘1b的上下表面各露出约1cm导电触头，上端露出的导电触头用于连接测量线4，下端露出的导电触头用于搭接静盘2a上的静触点2b。动盘1b所用电绝缘材料可以是木板、环氧板等。

如图2所示，静盘2a由电绝缘材料制作，静盘2a圆周上均匀布置有多个(设定温度计3的个数为n，由于每个温度计3对应四个静触点2b，则静触点2b的个数为4n，n为正整数，最优选的n值满足相邻静触点2b之间的间隔3-5mm；可导电的静触点2b，静盘2a所用电绝缘材料可以是木板、环氧板等。

如图3所示，温度计3的一端连接有四根温度计引出线3a，用于所述“四引线法”测量所需的电连接端子，温度计引出线3a的另一端依次与所述静触点2b实现电连接。

如图4所示，本发明测量方法如下：各路温度计3对应的温度计引出线3a沿静盘2a圆周布置，并与静触点2b实现电连接，然后在动盘1b上的四个动触点1c上引出四根测量线4，将静盘2a和动盘1b同轴定位完成安装过程。

测量温度时，旋转动盘轴1a使得动盘1b上布置的四个动触点1c与静盘2a上某个温度计3相连接的四个静触点2b接触，这样待测温度计3的导电通路实现全程导通，从而可以通过四根测量线4进行温度测量，当需要更改待测温度计3时，只需旋转动盘轴1a，使得所述动触点1c与待测温度计3相连的静触点2b实现电接触即可。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种低温温度测量装置及方法，静盘(2a)圆周上布置有多个可导电的静触点(2b)，动盘(1b)圆周上布置有四个可导电的动触点(1c)，各路温度计(3)的四根温度计引出线(3a)沿静盘(2a)圆周布置，并与静触点(2b)电连接，在动盘(1b)上的四个动触点(1c)上引出四根测量线(4)，测量温度时，旋转动盘轴(1a)使得动盘(1b)上布置的四个动触点(1c)与静盘(2a)上某个温度计(3)相连接的四个静触点(2b)接触，这样待测温度计(3)的导电通路实现全程导通，从而通过四根测量线(4)进行温度测量，当需要更改待测温度计(3)时，旋转动盘轴(1a)，使得所述动触点(1c)与待测温度计(3)相连的静触点(2b)实现电接触即可。

技术研发人员：昌锟;陈顺中;王晖;刘建华;王秋良
受保护的技术使用者：中国科学院电工研究所
技术研发日：2017.06.10
技术公布日：2017.09.05