CN101750172A - 温度传感器温度特性的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种温度传感器温度特性的检测装置及检测方法涉及温度传感器温度特性的检测装置及检测方法。该装置包括欧姆表I、II、III，加热炉IV，温度控制仪V，供电电路，待测的温度传感器A、B、C和控制炉温用的传感器，接插器XP1/XS1～XP4/XS4及面板。该检测方法包括开通该装置电源，预设炉温及选择升温输出电压，从欧姆表I、II、III中分别测出温度传感器A、B、C对应炉温从低温至高温段的变化其阻值相应变化的若干组有关数据记录于表中，从而可分析其温度特性，其方法简捷、直观，提高了数据检测精度和检测效率，可节能减排，既能用于温度传感器温度特性的研究，也能用于电学实验教学。
Description
技术领域
本发明涉及传感器温度特性的检测装置及检测方法，尤其涉及温度传感器温度特性的检测装置及检测方法，既用于全面了解与研究温度传感器的温度特性，又能用于电学实验教学。
背景技术
传感器技术是信息技术的三大支柱之一，在各领域起着重要的作用，在传感器中，温度传感器在自动检测及控制系统中有着广泛的应用。温度传感器种类繁多，有热敏电阻传感器、铂电阻传感器、pn结传感器及金属丝热电阻传感器等，因此，对温度传感器温度特性的全面了解与研究，对研究传感器技术，学好传感器技术有很重要的意义。
对温度传感器技术的了解与研究主要涉及检测温度传感器的温度特性，现有技术的检测方法一般是：待测的温度传感器安装在一个耗能120W的加热容器里，给加热容器装入水后通电升温，通过观察玻璃液体温度计人为控温，在升温过程中还需人为不停搅拌该加热容器内的水使其加热容器内的水温均匀，温度升至所需检测点后关断电源，加热容器停止加温，再通过操作一台电桥仪器检测加热容器内的单个待测的温度传感器对应其温度的阻值，然后再给加热容器通电升温至下一个检测点，检测该待测的温度传感器随温度上升而相应变化的其阻值，就这样周而复始通过操作一台电桥仪器分别测出待测的温度传感器对应加热容器从低温至高温段的变化其阻值相应变化的若干组有关数据，或加热容器温度升至所需温度，然后降温，再通过操作一台电桥仪器分别测出该待测的温度传感器随温度下降其阻值相应变化的若干组有关数据，最后利用所测数据分析该待测的温度传感器的温度特性。若还要检测另一个待测的温度传感器，倒掉加热容器内的热水，重装冷水，把另一待测的温度传感器浸泡在冷水中，用同样方法检测之。这样的检测方法缺陷是：(1)不易保证加热容器在所需检测点恒温，造成检测仪器检测时显示的数据不能稳定；(2)浸泡在加热容器内的待测的温度传感器若绝缘不好易导致待测的温度传感器引线脚间短路，造成检测数据误差大。所以这些缺陷给其检测带来了难度，往往要反复做好几遍其实验才能勉强获取所需数据。尤其是对温度变化敏感性强的待测的热敏电阻传感器，就更不易检测到理想的数据，并且该实验检测过程烦琐，因而检测时间长，耗能大。
经检索国内外现有文献，尚未发现与本发明最接近的现有文献。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温度传感器温度特性的检测装置及检测方法，以便检测温度传感器的温度特性，使其对温度传感器技术的了解更为直观和简捷，并提高待测的温度传感器的温度特性有关参数检测的精度，同时，与现有技术相比，本发明有节能减排的作用。
为了实现上述发明的目的，其技术方案是：
温度传感器温度特性的检测装置包括量程为0-20KΩ数字式欧姆表I，量程为0-20KΩ数字式欧姆表II，量程为0-200KΩ数字式欧姆表III，接插器XP1/XS1～XP4/XS4及面板，功率为20-30W的加热炉IV，温度控制仪V，数字式欧姆表供电电路；该装置还包括专业厂家生产的待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的标准件；在图1中，主部件加热炉IV组装件明细如表1所示：
表1
数字式欧姆表I，数字式欧姆表II，数字式欧姆表III分别装在面板上，面板装于箱体内；
如图1所示，主部件加热炉IV的炉座外型长120mm、宽120mm、高20mm，内腔长100mm、宽100mm、高12mm；炉座侧面钻有一孔，用于安装指示灯；以炉座的上平面中心处为安装基准，分别配做加热盘及炉外筒与炉座连接用的M4螺孔各4个；石棉垫外径为Φ98mm，厚5mm；加热盘内装电热丝，加热盘外径为Φ40mm，高10mm，其下端安装盘外径为Φ56mm，厚5mm，在其安装盘檐上均布钻有4个Φ5mm的通孔，便于用M4的螺钉将加热盘与炉座连接；套管长100mm，外径为Φ8mm，为了达到良好的传热效果，其内径按待测的传感器外型最大尺寸配做，为Φ7mm；定位座外径为Φ45mm，高20mm，其下端有孔径为Φ40mm，深2mm的止端孔，如图2所示的位置在定位座的上端按套管的外径尺寸配钻四个深15mm的定位盲孔，一个定位盲孔在定位座上面的圆心处，其余三个定位盲孔均布在以定位座上面圆心为基准，半径为15mm作圆的圆周上；炉内筒外径为Φ72mm，内径为Φ60mm，高102mm；炉外筒的外径为Φ110mm，内径为Φ100mm，高115mm，上端有孔径为Φ98mm，深8mm的台阶孔，其下端的安装盘外径为Φ130mm，厚8mm，在其安装盘檐上均布制作4个Φ5的通孔，便于用M4的螺钉将炉外筒与炉座连接；炉盖外径为Φ98mm，厚8mm，其上如图2所示的位置与定位座按套管的外径尺寸配钻有四个定位通孔；接线盒外径为Φ60mm，上端中间处钻有用于安装接插器XP4/XS4的通孔，其下端的安装盘为Φ70mm，壁厚为0.5mm，在其安装盘檐上的适当位置与炉盖配钻且均布的三个Φ5的通孔，便于用M4的螺钉将接线盒与炉盖连接。
图1是为了说明加热炉IV内部结构的展开图，待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器装入四根套管后在定位座的实际安装位置如图2所示，这样才能使待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器受热均匀，温度保持一致。
装配时先将石棉垫放在炉座的上平面的中心处，然后把加热盘放在石棉垫的上面，通过四件M4的螺钉将其与炉座连接，定位座是利用其下端孔径为Φ40mm，深2mm的止端孔扣在加热盘的上端与加热盘紧配连接的，然后分别依次将炉内筒、炉外筒安放在炉座上平面的中间处，利用预先在炉座上配做好的M4螺孔，用四件M4的螺钉将炉外筒连接在炉座上，在炉内筒的外壁与炉外筒的内壁的圆周之间的空隙中填充石棉，然后将四根套管的下端分别固定在定位座的四个定位孔里，将炉盖的四个定位孔套入其四根套管的上端定位后盖入炉外筒的上端孔径为Φ98mm，深8mm的台阶孔内，将待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C与温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器涂上少量的导热硅脂后分别装入四根套管里的底部贴紧，将接插器XP4/XS4装在接线盒上，待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C和温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的引脚线分别套上耐高温的腊管后对应连接在接插器XP4/XS4的接插点上，利用预先在炉盖上配做好的M4螺孔，用三件M4的螺钉将接线盒连接在炉盖上，待测的温度传感器A的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表I的接插器XP1/XS1的接插点3、4连接，待测的温度传感器B的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表II的接插器XP2/XS2的接插点3、4连接，待测的温度传感器C的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表III的接插器XP3/XS3的接插点3、4连接，温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与温度控制仪V的“信号输入”端连接，加热盘电源线与指示灯电源线并联后经电缆线与温度控制仪V的“加热炉电流输出”端连接，数字式欧姆表供电电路输出电压为9V，其正极分别与数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III的接插器XP1/XS1、接插器XP2/XS2、接插器XP3/XS3的各接插点1连接，其负极分别与数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III的接插器XP1/XS1、接插器XP2/XS2、接插器XP3/XS3的各接插点2连接；
温度传感器温度特性的检测方法按以下步骤进行：
(1)接通数字式欧姆表供电电源和温度控制仪V电源；
(2)将温度控制仪V“设定调节”开关搬至“测量”位，分别从数字式欧姆表I、数字式欧姆表II，数字式欧姆表III上读出与温度控制仪V显示的室温温度相对应的待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C的阻值，记录于表中；
(3)再将温度控制仪V的“设定调节”开关搬至“设定”位，在室温～100℃范围内，按所需检测温度预设加热炉IV炉温；
(4)在温度控制仪V的“加热选择”的“1-3”档中选择加热炉IV升温输入的交流电压为22～64伏，加热炉IV开始升温，再将温度控制仪V的“设定调节”开关搬至“测量”位，其屏面显示加热炉IV炉内的升温时的温度，这时数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III分别显示待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C对应加热炉IV炉温上升而相应变化的阻值，同时，控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器将其炉温控制信号传至温度控制仪V；
(5)当其炉温升至预设温度后，温度控制仪V控制加热炉IV恒温，待数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III的屏面上显示的数据稳定后分别读出与温度控制仪V显示的温度相对应的待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C的阻值记录于表中；
(6)再次按要求预设加热炉IV的炉温上升值，然后升温至其炉温预设值恒温测其另一组有关数据，就这样以此类推，用数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III分别测出温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C对应加热炉IV的炉温从低温至高温段的变化其阻值相应变化的若干组有关数据分别记录于表中，再根据表中数据用图示法分别绘出温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C的温度特性曲线，以此对应曲线分析与研究其温度特性。
本发明具有以下技术效果：
(1)采用待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制炉温用的铂电阻传感器装在同一个加热炉IV内同时升温至所需检测点，用数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III在同环境、同温度的条件中分别检测温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C的温度特性，同现有技术用一台电桥仪器单测待测的温度传感器的温度特性的方法比较，本发明的检测方法简捷、直观，提高了其数据检测精度，提高了检测效率，即省时节电。
(2)采用加热炉IV给待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C加温，可避免现有技术用加热容器加热浸泡在容器水中待测的温度传感器时，待测的温度传感器若绝缘不好易导致短路造成检测误差大的缺陷；采用温度控制仪V控制加热炉IV的炉温，与现有技术用人为观察玻璃液体温度计控制加热容器中的水温比较，本发明可自动控温，且控温准确。
(3)由于所检测的待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制炉温用的铂电阻传感器分别装在加热炉IV内的四根套管里，四根套管上、下端分别固定在炉盖与定位座的四个定位孔内，定位座依靠下端的止端孔扣在加热盘上端与加热盘紧配合连接，另外，套管和定位座都是用铜材制作，热导率比液体大，所以待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器受热快，因此，与现有技术用加热容器加热其内的水给待测温度传感器升温检测其温度特性方法比较，本发明省时省电，并且本发明不用水给待测温度传感器传热，从中对节约水资源也起到了一定作用。
(4)加热炉IV内的加热盘下端是石棉垫，加热炉IV中的炉内筒装入炉外筒，炉内筒的外壁与炉外筒的内壁的圆周之间的间隙中填充了石棉，所以，加热炉IV隔热保温，热量散失少，从而可节约加热电能。
(5)加热炉IV平均耗能功率为25W，同现有技术用耗能功率为120W加热容器完成其检测内容比较，本发明单这一项就可节约电能约79.17％。
(6)通过交流市电降压、整流作为数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III的电源，与现有技术用电桥仪器检测时需用电池作为其电源比较，本发明不用电池作为电源，因而本发明就不会产生因电池给社会带来的污染，并且，其检测数据的仪器工作相对稳定，从中还降低了检测成本。
附图说明
图1为温度传感器温度特性的检测装置；
图2为待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制炉温用的铂电阻传感器装入四根套管后在定位座的安装位置图。
具体实施方式
实施例1
热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器温度特性的检测装置
热敏电阻大致分为三种类型：(1)PTC型正温度系数热敏电阻；(2)NTC型负温度系数热敏电阻；(3)CTR型临界温度系数热敏电阻。该三种类型的热敏电阻传感器的温度特性互不相同，用途各异，所以，对上述三种类型的热敏电阻传感器的研究有着重要的意义。
在图1中，热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器温度特性的检测装置包括量程为0-20KΩ数字式欧姆表I、量程为0-20KΩ的数字式欧姆表II，量程为0-200KΩ数字式欧姆表III，功率为20W的加热炉IV；待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C是采用专业厂家分别用不同的半导体陶瓷材料制作的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的标准件，数字式欧姆表9V供电电路中的电阻R2、R4分别依次为510欧姆、120欧姆。
实验检测时，将待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器与温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器涂上少量导热硅脂后分别装入该装置的四根套管的底部贴紧，待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器和温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的引脚线套上耐高温的腊管后分别对应连接在接插器XP4/XS4的接插点上，待测的热敏电阻传感器PTC型(WMZ11)的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表I的接插器XP1/XS1的接插点3、4连接，待测的热敏电阻传感器NTC型(MF11)的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表II的接插器XP2/XS2的接插点3、4连接，待测的热敏电阻传感器CTR型(RW)的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表III的接插器XP3/XS3的接插点3、4连接，温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与温度控制仪V的“信号输入”端连接。
待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器温度特性的检测方法按以下步骤进行：
(1)接通数字式欧姆表供电电源和温度控制仪V电源；
(2)将温度控制仪V“设定调节”开关搬至“测量”位，分别从数字式欧姆表I、数字式欧姆表II，数字式欧姆表III上读出与温度控制仪V显示的室温温度相对应的待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的阻值，记录于表2、表3、表4中；
(3)再将温度控制仪V的“设定调节”开关搬至“设定”位，预设加热炉IV的炉温——比室温高5℃；
(4)选择温度控制仪V“加热选择”的“1”档，即选择加热炉IV升温输入的交流电压为22伏，加热炉IV开始升温，将温度控制仪V“设定调节”搬至“测量”位，其屏面显示加热炉IV炉内的升温时的温度，这时，数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III分别显示待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器对应加热炉IV的炉温上升而相应变化的阻值，控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器同时检测其炉温，将炉温控制信号传至温度控制仪V；
(5)当其炉温升至预设温度后，温度控制仪V控制加热炉IV恒温，待数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III显示的数据稳定后分别读出与温度控制仪V显示的温度相对应的待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的阻值记录在表2、表3、表4中；
(6)在温度控制仪V上再次递增5℃预设加热炉IV的炉温，然后升温，当其炉温升至预设温度点时恒温测其另一组有关数据，就这样以此类推，在室温～100℃范围内，温度控制仪V控制加热炉IV的炉温每次比上一个检测点递增5℃，恒温后分别用数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III测出热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器对应加热炉IV的炉温变化其阻值相应变化的18组有关数据分别记录于表2、表3、表4中，再根据表中数据用图示法分别绘出热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的温度特性曲线，以此对应曲线分析与研究其温度特性。
表2热敏电阻PTC型(WMZ11)温度特性
| 温度t(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻Rt(KΩ) | 3.23 | 3.07 | 3.01 | 2.95 | 2.92 | 2.91 | 2.94 | 3.03 | 3.19 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | - | - |
| 电阻Rt(KΩ) | 3.44 | 3.84 | 4.50 | 5.56 | 7.39 | 10.37 | 15.01 | - | - |
表3热敏电阻NTC型(MF11)温度特性
| 温度T(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻RT(KΩ) | 4.57 | 2.76 | 2.08 | 1.61 | 1.27 | 1.03 | 0.85 | 0.72 | 0.61 |
| 温度T(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻RT(KΩ) | 0.53 | 0.47 | 0.42 | 0.39 | 0.35 | 0.33 | 0.31 | 0.29 | 0.28 |
表4热敏电阻CTR型(RW)温度特性
| 温度T(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻RT(KΩ) | 195.0 | 182.4 | 170.7 | 163.2 | 137.3 | 103.5 | 82.5 | 62.2 | 43.0 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻RT(KΩ) | 35.1 | 33.6 | 32.0 | 29.8 | 26.1 | 22.9 | 20.2 | 18.8 | 16.7 |
实施例1的其余技术特征与技术方案中的技术特征相同。
实施例2
铜电阻传感器(Cu50)、铂电阻传感器(Pt100)、pn结传感器(2AK05)温度特性的检测装置
铜电阻传感器(Cu50)、铂电阻传感器(Pt100)在一定温度范围内阻值与温度变化的关系近似为线性关系，具有正的温度系数，测温精度高；pn结传感器(2AK05)在一定温度范围内阻值与温度变化的关系同样近似为线性关系，具有负的温度系数，该传感器的特性是对温度的变化十分敏感。铜电阻传感器、铂电阻传感器、pn结传感器在科研生产中广泛应用。
在图1中，铜电阻传感器(Cu50)、铂电阻传感器(Pt100)、pn结传感器(2AK05)温度特性的检测装置包括量程为0-200Ω数字式欧姆表I、量程为0-200Ω的数字式欧姆表II，量程为0-2KΩ数字式欧姆表III，功率为25W的加热炉IV；待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C是采用专业厂家分别用紫铜材料制作的铜电阻传感器(Cu50)、用铂材料制作的铂电阻传感器(Pt100)、用半导体材料制作的pn结传感器(2AK05)的标准件。
检测铜电阻传感器(Cu50)、铂电阻传感器(Pt100)、pn结传感器(2AK05)温度特性时，其升温速度选择温度控制仪V的“加热选择”的“2”档，即选择加热炉IV升温输入的交流电压为38伏，其余检测方法与实施例1相同，其数据分别记录于表5、表6、表7中。
表5铜电阻传感器(Cu50)温度特性
| 温度t(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 53.2 | 54.3 | 55.4 | 56.4 | 57.5 | 58.6 | 59.6 | 60.7 | 61.8 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 62.8 | 63.9 | 65.0 | 66.1 | 67.2 | 68.2 | 69.2 | 70.3 | 71.4 |
表6铂电阻传感器(Pt100)温度特性
| 温度t(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 104.0 | 107.5 | 109.3 | 111.2 | 113.0 | 115.1 | 117.0 | 119.1 | 121.1 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 123.1 | 125.0 | 127.0 | 128.9 | 130.9 | 132.8 | 134.7 | 136.6 | 138.3 |
表7pn结传感器(2AK05)温度特性
| 温度t(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻Rt(KΩ) | 1.427 | 1.296 | 1.226 | 1.152 | 1.080 | 1.009 | 0.938 | 0.869 | 0.802 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻Rt(KΩ) | 0.734 | 0.667 | 0.601 | 0.536 | 0.473 | 0.409 | 0.343 | 0.279 | 0.215 |
实施例2用的电器元件及装置的其余部件配置同实施例1，实施例2中的其余技术特征与技术方案中的技术特征相同。
实施例3
金属丝热电阻(WZG)、热电偶(MS3400)、热敏电阻NTC型(MF14)传感器温度特性的检测装置
金属丝热电阻、热电偶传感器的电阻率也是随温度的变化而改变的，主要优点是制作简单、使用方便，但灵敏度不如热敏电阻。
在图1中，金属丝热电阻(WZG)、热电偶(MS3400)、热敏电阻NTC型(MF14)传感器温度特性的检测装置包括量程为0-200Ω数字式欧姆表I、量程为0-200Ω的数字式欧姆表II，量程为0-20KΩ数字式欧姆表III，功率为30W的加热炉IV；在图1中，待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C是采用专业厂家分别用铜漆包线材料制作的金属丝热电阻(WZG)、用铜-康铜材料制作的热电偶(MS3400)、用半导体材料制作的热敏电阻NTC型(MF14)传感器的标准件。
检测金属丝热电阻(WZG)、热电偶(MS3400)、热敏电阻NTC型(MF14)传感器的温度特性时，其升温速度选择温度控制仪V的“加热选择”的“3”档，即选择加热炉IV升温输入的交流电压为64伏，其余检测方法与实施例1相同，其数据分别记录于表8、表9、表10中。
表8金属丝热电阻传感器(WZG)温度特性
| 温度t(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 43.8 | 45.5 | 46.4 | 47.3 | 48.2 | 49.1 | 50.0 | 50.8 | 51.8 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 52.6 | 53.5 | 54.5 | 55.4 | 56.2 | 57.1 | 58.0 | 58.9 | 59.8 |
表9热电偶(MS3400)温度特性
| 温度t(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 9.0 | 11.2 | 12.1 | 13.1 | 14.0 | 14.9 | 15.8 | 16.8 | 17.7 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻Rt(Ω) | 18.6 | 19.5 | 20.4 | 21.3 | 22.1 | 23.0 | 23.8 | 24.7 | 25.5 |
表10热敏电阻NTC型传感器(MF14)温度特性
| 温度t(℃) | 室温10.5 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
| 电阻Rt(KΩ) | 6.10 | 3.81 | 3.05 | 2.48 | 2.01 | 1.65 | 1.36 | 1.13 | 0.92 |
| 温度t(℃) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 100.0 |
| 电阻Rt(KΩ) | 0.77 | 0.64 | 0.54 | 0.46 | 0.41 | 0.34 | 0.30 | 0.27 | 0.25 |
实施例3用的电器元件及装置的其余部件配置同实施例1，实施例3中的其余技术特征与技术方案中的技术特征相同。
Claims (8)
1.一种温度传感器温度特性的检测装置包括量程为0-20KΩ数字式欧姆表I，量程为0-20KΩ数字式欧姆表II，量程为0-200KΩ数字式欧姆表III，接插器XP1/XS1～XP4/XS4及面板，功率为20-30W的加热炉IV，温度控制仪V，数字式欧姆表供电电路；其特征在于该装置还包括专业厂家生产的待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C及温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的标准件；主部件加热炉IV组装件明细如表1所示：
表1
数字式欧姆表I，数字式欧姆表II，数字式欧姆表III分别装在面板上，面板装于箱体内；
主部件加热炉IV的炉座外型长120mm、宽120mm、高20mm，内腔长100mm、宽100mm、高12mm；炉座侧面钻有一孔，用于安装指示灯；以炉座的上平面中心处为安装基准，分别配做加热盘及炉外筒与炉座连接用的M4螺孔各4个；石棉垫外径为Φ98mm，厚5mm；加热盘内装电热丝，加热盘外径为Φ40mm，高10mm，其下端安装盘外径为Φ56mm，厚5mm，在其安装盘檐上均布钻有4个Φ5mm的通孔，便于用M4的螺钉将加热盘与炉座连接；套管长100mm，外径为Φ8mm，为了达到良好的传热效果，内径按待测的传感器外型最大尺寸配做，为Φ7mm；定位座外径为Φ45mm，高20mm，其下端有孔径为Φ40mm，深2mm的止端孔，在定位座的上端按套管的外径尺寸配钻四个深15mm的定位盲孔，一个定位盲孔在定位座上面的圆心处，其余三个定位盲孔均布在以定位座上面圆心为基准，半径为15mm作圆的圆周上；炉内筒外径为Φ72mm，内径为Φ60mm，高102mm；炉外筒的外径为Φ110mm，内径为Φ100mm，高115mm，上端有孔径为Φ98mm，深8mm的台阶孔，其下端的安装盘外径为Φ130mm，厚8mm，在其安装盘檐上均布制作4个Φ5的通孔，便于用M4的螺钉将炉外筒与炉座连接；炉盖外径为Φ98mm，厚8mm，其上与定位座按套管的外径尺寸配钻有四个定位通孔；接线盒外径为Φ60mm，上端中间处钻有用于安装接插器XP4/XS4的通孔，其下端的安装盘为Φ70mm，壁厚为0.5mm，在其安装盘檐上的适当位置与炉盖配钻且均布的三个Φ5的通孔，便于用M4的螺钉将接线盒与炉盖连接；
装配时先将石棉垫放在炉座的上平面的中心处，然后把加热盘放在石棉垫的上面，通过四件M4的螺钉将其与炉座连接，定位座是利用其下端孔径为Φ40mm，深2mm的止端孔扣在加热盘的上端与加热盘紧配连接的，然后分别依次将炉内筒、炉外筒安放在炉座上平面的中间处，利用预先在炉座上配做好的M4螺孔，用四件M4的螺钉将炉外筒连接在炉座上，在炉内筒的外壁与炉外筒的内壁的圆周之间的空隙中填充石棉，四根套管的下端分别固定在定位座的四个定位孔里，将炉盖的四个定位孔套入其四根套管的上端定位后盖入炉外筒的上端孔径为Φ98mm，深8mm的台阶孔内，将待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C与温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器涂上少量的导热硅脂后分别装入四根套管里的底部贴紧，将接插器XP4/XS4装在接线盒上，待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C和温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的引脚线分别套上耐高温的腊管后对应连接在接插器XP4/XS4的接插点上，利用预先在炉盖上配做好的M4螺孔，用三件M4螺钉将接线盒连接在炉盖上，待测的温度传感器A的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表I的接插器XP1/XS1的接插点3、4连接，待测的温度传感器B的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表II的接插器XP2/XS2的接插点3、4连接，待测的温度传感器C的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与数字式欧姆表III的接插器XP3/XS3的接插点3、4连接，温度控制仪V控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器的两根引脚线与接插器XP4/XS4的其对应点连接后经导线与温度控制仪V的“信号输入”端连接，加热盘的电源线与指示灯的电源线并联后经电缆线与温度控制仪V的“加热炉电流输出”端连接，数字式欧姆表供电电路输出电压为9V，其正极分别与数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III的接插器XP1/XS1、接插器XP2/XS2、接插器XP3/XS3的各接插点1连接，其负极分别与数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III的接插器XP1/XS1、接插器XP2/XS2、接插器XP3/XS3的各接插点2连接。
2.根据权利要求1所述的温度传感器温度特性的检测装置，其特征在于数字式欧姆表I量程为0-20KΩ，数字式欧姆表II量程为0-20KΩ，数字式欧姆表III量程为0-200KΩ，功率为20W的加热炉IV；待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C是采用专业厂家分别用不同的半导体陶瓷材料制作的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的标准件，数字式欧姆表9V供电电路中的电阻R2、R4分别依次为510欧姆、120欧姆。
3.根据权利要求1所述的温度传感器温度特性的检测装置，其特征在于数字式欧姆表I量程为0-200Ω、数字式欧姆表II量程为0-200Ω，数字式欧姆表III量程为0-2KΩ，功率为25W的加热炉IV；待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C是采用专业厂家分别用紫铜材料制作的铜电阻传感器(Cu50)、用铂材料制作的铂电阻传感器(Pt100)、用半导体材料制作的pn结传感器(2AK05)的标准件。
4.根据权利要求1所述的温度传感器温度特性的检测装置，其特征在于数字式欧姆表I量程为0-200Ω，数字式欧姆表II量程为0-200Ω，数字式欧姆表III量程为0-20KΩ，功率为30W的加热炉IV；待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C是采用专业厂家分别用铜漆包线材料制作的金属丝热电阻(WZG)、用铜-康铜材料制作的热电偶(MS3400)、用半导体材料制作的热敏电阻NTC型(MF14)传感器的标准件。
5.一种利用权利要求1所述装置检测温度传感器温度特性的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
(1)接通数字式欧姆表供电电源和温度控制仪V电源；
(2)将温度控制仪V“设定调节”开关搬至“测量”位，分别从数字式欧姆表I，数字式欧姆表II，数字式欧姆表III上读出与温度控制仪V显示的室温温度相对应的待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C的阻值，记录于表中；
(3)再将温度控制仪V的“设定调节”开关搬至“设定”位，在室温～100℃范围内，按所需检测温度预设加热炉IV炉温；
(4)在温度控制仪V的“加热选择”的“1-3”档中选择加热炉IV升温输入的交流电压为22～64伏，加热炉IV开始升温，将温度控制仪V的“设定调节”开关搬至“测量”位，其屏面显示加热炉IV炉内的升温时的温度，这时，数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III分别显示待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C对应加热炉IV的炉温上升而相应变化的阻值，同时，控制加热炉IV炉温用的铂电阻传感器将其炉温控制信号传至温度控制仪V；
(5)当其炉温升至预设温度后，温度控制仪V控制加热炉IV恒温，待数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III的屏面上显示的数据稳定后分别读出与温度控制仪V显示的温度相对应的待测的温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C的阻值记录于表中；
(6)再次按所需炉温预设加热炉IV的炉温上升值，然后升温至其炉温预设值恒温测其另一组有关数据，就这样以此类推，用数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III分别测出温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C对应加热炉IV的炉温从低温至高温段的变化其阻值相应变化的若干组有关数据分别记录于表中，再根据表中数据用图示法分别绘出温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C的温度特性曲线，以此对应曲线分析与研究其温度特性。
6.检测热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器温度特性的方法按以下步骤进行：
(1)接通数字式欧姆表供电电源和温度控制仪V电源；
(2)将温度控制仪V“设定调节”开关搬至“测量”位，分别从数字式欧姆表I、数字式欧姆表II，数字式欧姆表III上读出与温度控制仪V显示的室温温度相对应的待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的阻值，记录于表2、表3、表4中；
(3)再将温度控制仪V的“设定调节”开关搬至“设定”位，调节“设定调节”旋钮，预设加热炉IV的炉温——比室温高5℃；
(4)选择温度控制仪V“加热选择”的“1”档，即选择加热炉IV升温的输入交流电压为22伏，加热炉开始升温，将温度控制仪V“设定调节”搬至“测量”位，其屏面显示加热炉IV炉内的升温时的温度，这时，数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III分别显示待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器对应加热炉IV的炉温上升而相应变化的阻值，同时，控制加热炉IV温度用的铂电阻传感器将其炉温控制信号传至温度控制仪V；
(5)当其炉温升至预设温度后，温度控制仪V控制加热炉IV恒温，待数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III显示的数据稳定后分别读出与温度控制仪V显示的温度相对应的待测的热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的阻值记录在表中；
(6)在温度控制仪V上再次递增5℃预设加热炉IV的炉温，然后升温，当其炉温升至预设温度点时恒温测其另一组有关数据，就这样以此类推，在室温～100℃范围内，温度控制仪V控制加热炉IV的炉温每次比上一个检测点递增5℃，分别用数字式欧姆表I、数字式欧姆表II、数字式欧姆表III测出热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器对应加热炉IV的炉温变化其阻值相应变化的18组有关数据分别记录于表2、表3、表4中，再根据表中数据分别用图示法绘出热敏电阻PTC型(WMZ11)、热敏电阻NTC型(MF11)、热敏电阻CTR型(RW)传感器的温度特性曲线，以此对应曲线分析与研究其温度特性。
7.检测铜电阻传感器(Cu50)、铂电阻传感器(Pt100)、pn结传感器(2AK05)温度特性的方法按以下步骤进行：
检测铜电阻传感器(Cu50)、铂电阻传感器(Pt100)、pn结传感器(2AK05)温度特性时，加热炉IV升温速度选择温度控制仪V的“加热选择”的“2”档，即选择加热炉IV升温的输入交流电压为38伏，其余检测方法与权利要求6相同。
8.检测金属丝热电阻(WZG)、热电偶(MS3400)、热敏电阻NTC型(MF14)传感器温度特性的方法按以下步骤进行：
检测金属丝热电阻(WZG)、热电偶(MS3400)、热敏电阻NTC型(MF14)传感器温度特性时，加热炉IV的升温速度选择温度控制仪V的“加热选择”的“3”档，即选择加热炉IV升温输入的交流电压为64伏，其余检测方法与权利要求6相同。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111116 Termination date: 20120111 |