CN105758558A

CN105758558A - 一种热敏电阻温度传感器标定装置

Info

Publication number: CN105758558A
Application number: CN201610170953.1A
Authority: CN
Inventors: 马巍; 杜玉霞; 赵淑萍; 朱国才; 沈颖
Original assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Current assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2016-07-13

Abstract

本发明涉及一种热敏电阻温度传感器标定装置，其特征是恒温冷浴内的冷液槽充满酒精，顶部设置冷液槽盖板，恒温扩充桶通过冷液槽盖板固定；恒温扩充桶下半部分悬在冷液槽内，上半部分用保温层包裹严实，标定支架支杆固定标定支架、顶板、上铜盘和下铜盘，上铜盘和下铜盘上设有温度传感器固定孔，其中心对应位置设有温度计固定孔；顶板上设有温度传感器导线固定口和冷液循环铜管，标准铂电阻温度计的磨砂部分和热敏电阻温度传感器的导线通过导线固定口浸泡在酒精中。本发明将一个导线固定口的位置与十个温度传感器固定孔对应，进行批量标定，标定层的温度场均匀、稳定，从而提高热敏电阻温度传感器标定精度。

Description

一种热敏电阻温度传感器标定装置

技术领域

本发明涉及一种改进的热敏电阻温度传感器标定装置。

背景技术

冻土是一种温度低于零度且含有冰的土体，冻土对温度极其敏感，因此，对冻土温度监测传感器的精确度要求很高，现有的工业用铂电阻温度传感器，温度变化1℃时、其阻值变化0.1Ω左右，当测温精度要求不高时，可以用线性方程标定，使用时、用普通的二次仪表读取电阻值即可；而当测温精度要求较高时，就需要用二次方程标定，使用时、必须用数位较高的二次仪表才能将微小阻值变化分辨出来，从而满足精度要求。数位较高的二次仪表价格昂贵，譬如，三位的二次仪表价格为1000元/通道，而四位的二次仪表价格就上升到10000元/通道。因此，如果要在冻土测温中使用铂电阻温度传感器，虽然使用方便、但是成本很高。

热敏电阻温度传感器的阻值和温度之间呈指数关系，温度变化时、热敏电阻的阻值变化很大，温度变化1℃时、阻值变化10Ω左右，因此，热敏电阻温度传感器对二次仪表的数位要求不高，使用一般的3位的数据采集仪即可。由于热敏电阻温度传感器的阻值和温度之间的非线性关系，要提高冻土温度监测的精度，必须自行研究标定方法、并对温度传感器进行批量标定，因此，急需研制能进行批量、精确标定的温度传感器标定装置。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的旨在提供一种热敏电阻温度传感器的标定装置，该装置可以对热敏电阻温度传感器进行批量标定，标定层的温度场必须均匀、稳定，从而提高标定精度。

本发明的目的是这样实现的：

一种热敏电阻温度传感器标定装置，主要包括：恒温冷浴、冷液槽、冷液槽盖板、保温层、恒温扩充桶、标准铂电阻温度计、标定支架、冷液循环铜管、软管、恒温冷浴的出液口、导线、数字多用表、温度数据采集仪、电脑、热敏电阻温度传感器、酒精，其特征是恒温冷浴内的冷液槽充满酒精，顶部设置冷液槽盖板，恒温扩充桶是一个不锈钢材料制成的圆筒，分内、外两层，内层底部密封，内层顶部低于外层，内、外层之间形成一圈冷液溢出口，内层与外层之间底部设有网眼，恒温扩充桶通过冷液槽盖板固定；恒温扩充桶下半部分悬在冷液槽内，上半部分用保温层包裹严实，恒温扩充桶内层含有标定支架、顶板、上铜盘、下铜盘、标定支架支杆，标定支架支杆固定标定支架、顶板、上铜盘和下铜盘，上铜盘和下铜盘上设有温度传感器固定孔、且孔数相同、位置对应，顶板上设有温度传感器导线固定口和冷液循环铜管，一个温度传感器导线固定口的位置与十个温度传感器固定孔对应，顶板、上铜盘和下铜盘的中心对应位置设有温度计固定孔；冷液循环铜管通过铜丝绑在标定支架支杆上，冷液循环铜管与软管一端连接，软管的另一端与恒温冷浴的出液口连接，标准铂电阻温度计通过导线与数字多用表相连；热敏电阻温度传感器通过导线与数据采集仪相连；数据采集仪和电脑通过数据线相连。

本发明的优点和有益效果是：

1、本标定装置可以对热敏电阻温度传感器进行批量标定，极大地提高标定速度；

2、本标定装置内的酒精在恒温扩充桶和冷液槽之间循环流动、形成均匀、稳定的温度场；

3、本标定装置的恒温扩充桶可以提供足够的深度，使标准铂电阻温度计和待标定热敏电阻温度传感器导线都可以浸泡在酒精中，减小环境温度的影响；

4、本标定装置通过标定支架支杆将标定支架、顶板、上铜盘、下铜盘三者联合起来固定标准铂电阻温度计和热敏电阻温度传感器，使它们保持在同一水平面上，从而保证它们所测的温度一致。

附图说明

图1是热敏电阻温度传感器标定装置总示意图。

图2是热敏电阻温度传感器标定装置内部结构示意图。

图3是标定支架示意图。

图4是恒温扩充桶示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案再作进一步说明：

如图1-4所示，热敏电阻温度传感器标定装置，主要是由恒温冷浴1、恒温扩充桶5、标准铂电阻温度计6、标定支架7、冷液循环铜管8、数字多用表12、数据采集仪13、电脑14、热敏电阻温度传感器22、酒精23组成。

恒温冷浴1上有冷液槽2、冷液槽盖板3、出液口10。

恒温扩充桶5为一不锈钢双层圆筒，内层18底部密封，内层18顶部低于外层17，内外层之间形成一圈冷液溢出口16，内层与外层之间的底部设有网眼24，以便酒精23流出；冷液溢出口16距离至恒温扩充桶5底的距离为标准铂电阻温度计6和热敏电阻温度传感器22能够浸泡在酒精中；以保证恒温扩充桶5内酒精23的深度。恒温扩充桶5通过冷液槽盖板3固定位置，下半部分悬在冷液槽2内，上半部分周边用保温层4包裹严实。

恒温扩充桶5内层含有标定支架7、顶板5上铜盘20、下铜盘21、标定支架支杆19，标定支架支杆19固定标定支架7、顶板15、上铜盘20和下铜盘21，标定支架7置于恒温扩充桶5的中央位置；上铜盘20和下铜盘21上设有温度传感器固定孔27、且数量相同、位置对应，顶板15上设有温度传感器导线固定口26，一个温度传感器导线固定口26的位置与十个温度传感器固定孔27对应，标定时，每一个热敏电阻温度传感器22穿过一个温度传感器固定孔27、每十个热敏电阻温度传感器用导线绑成一束、并穿过温度传感器导线固定口26，这样就可以同时标定多个热敏电阻温度传感器，保证了多个热敏电阻传感器处于同一均匀、恒定的温度场。

冷液循环铜管8是一个弯曲管，用铜丝固定在标定支架支杆19上；冷液循环铜管8通过软管9与恒温冷浴的出液口10连接到一起，冷液循环铜管8的出口放置在恒温扩充桶5的中心位置。恒温冷浴的冷液槽2内的酒精23从出液口10流出后、经冷液循环铜管8和软管9流入恒温扩充桶5内；酒精23装满恒温扩充桶5后从冷液溢出口16溢出、并沿恒温扩充桶5内层18与外层17间的往下流、然后，再通过网眼24往上流，回到冷液槽2内，形成对流。这样，酒精23在恒温冷浴1和恒温扩充桶5之间循环流动，形成均匀、稳定的温度场。

顶板15、上铜盘20和下铜盘21的中心对应位置设有温度计固定孔25，标定时，标准铂电阻温度计6穿过温度计固定孔25，保证其在恒温扩充桶5的中心位置。

标定时将待标定的热敏电阻温度传感器22插入温度传感器固定孔27中，标准铂电阻温度计6通过导线11与数字多用表12相连；热敏电阻温度传感器22通过导线11与数据采集仪13相连；数据采集仪13和电脑14通过数据线相连。标准铂电阻标准温度计6的玻璃管磨砂部分必须全部浸泡在酒精23中，以保证测温精度；待标定的热敏电阻温度传感器22的导线11全部浸泡在酒精23中，减小环境温度的影响。顶板15、上铜盘20、下铜盘21三者联合起来固定标准铂电阻温度计6和热敏电阻温度传感器22的上下位置，使他们的测温部分在同一水平面上，以保证所测温度的一致。数字多用表12显示采集标准铂电阻温度计6的温度值，数据采集仪13采集对应温度下的各个热敏电阻温度传感器22的电阻值。采集到的温度值及电阻值数据，经过一定的拟合方式及算法，得到标定参数及拟合曲线，并将标定参数和拟合曲线输入到专用的热敏电阻标定软件中，从而达到热敏电阻传感器22标定的目的。标定完的热敏电阻温度传感器22使用时，将数据采集仪13采集到的电阻值输入热敏电阻标定软件中，通过电脑14可以直接转换显示温度值。

Claims

1.一种热敏电阻温度传感器标定装置，主要包括：恒温冷浴（1）、冷液槽（2）、冷液槽盖板（3）、保温层（4）、恒温扩充桶（5）、标准铂电阻温度计（6）、标定支架（7）、冷液循环铜管（8）、软管（9）、恒温冷浴的出液口（10）、导线（11）、数字多用表（12）、温度数据采集仪（13）、电脑（14）、热敏电阻温度传感器（22）、酒精（23），其特征是恒温冷浴（1）内的冷液槽（2）充满酒精（23），顶部设置冷液槽盖板（3），恒温扩充桶（5）是一个不锈钢材料制成的圆筒，分内、外两层，内层（18）底部密封，内层（18）顶部低于外层（17），内、外层之间形成一圈冷液溢出口（16），内层与外层之间底部设有网眼（24），恒温扩充桶（5）通过冷液槽盖板（3）固定；恒温扩充桶（5）下半部分悬在冷液槽（2）内，上半部分用保温层（4）包裹严实，恒温扩充桶（5）内层含有标定支架（7）、顶板（15）、上铜盘（20）、下铜盘（21）、标定支架支杆（19），标定支架支杆（19固定标定支架（7）、顶板（15）、上铜盘（20）和下铜盘（21），上铜盘（20）和下铜盘（21）上设有温度传感器固定孔（27），且孔数相同、位置对应，顶板（15）上设有温度传感器导线固定口（26）和冷液循环铜管（8），一个温度传感器导线固定口（26）的位置与十个温度传感器固定孔（27）对应，顶板（15）、上铜盘（20）和下铜盘（21）的中心对应位置设有温度计固定孔（25）；冷液循环铜管（8）通过铜丝绑在标定支架支杆（19）上，冷液循环铜管（8）与软管（9）一端连接，软管（9）另一端与恒温冷浴的出液口（10）连接，标准铂电阻温度计（6）通过导线（11）与数字多用表（12）相连；热敏电阻温度传感器（22）通过导线（11）与数据采集仪（13）相连；数据采集仪（13）和电脑（14）通过数据线相连。