CN108760093A - 一种用于高低温测试的能力验证样品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高低温测试的能力验证样品，温度测试仪有很多种，都是基于不同的工作原理，常见的有膨胀式温度计、辐射式温度计、电阻温度计和热电偶温度计本发明一种高低温测试的能力验证样品，本样品是一个精心设计的温度测试仪，能准确测试温度和实时反馈温度波动，同时其显示数字并不是准确的温度值，而是与温度值满足固定换算关系的一个数字，这样可以防止实验室人为干扰测试结果；本样品的温度测试范围为‑50℃‑300℃，也就是说可以在测温范围内随意选取温度点作为考点，而不需要更换样品；本样品设计原理简单，结构可靠，稳定性非常高，可防止串通且长期重复使用。

Description

一种用于高低温测试的能力验证样品

技术领域

本发明涉及验证样品领域，尤其涉及一种用于高低温测试的能力验证样品。

背景技术

现代工业技术在科学突飞猛进的今天发展迅速，不仅要求工业设备改进、工作效率提高，还对产品的质量和可靠性要求越来越高。无论是军工、汽车、还是各类电子产品，其元件、部件、设备等产品的应用日益广泛，所经历的环境条件也更加的多元和复杂。因此这些产品都需要进行老化和测试，其中的温度测试便是重要环节，高低温试验便是模拟这样的环境。

高低温试验，是一种人工模拟温度环境的试验，其温度高低可以控制，环境再现性好，还可以不断的将高低温进行转化，还可以控制温度转换的速率。与在自然环境中试验相比，明显缩短了试验时间，节约了大量的人力、物力和财力。

随着科学技术的发展，高低温测试的能力验证样品也得到了技术改进，但是现在的高低温测试的能力验证样品采用的是温控开关来设置温度点，通过开关动作来捕捉温度值作为测量结果，温控开关控温精度差、极易在一个极小温差范围内频繁开关，并且温控开关制作的样品，受限于温控开关的设定温度，所以只能在固定温度下动作，如果改变温度就必须重新选择合适的温控开关，再制作一批样品，同时温控开关为定性试验，结果简单而且容易串通。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高低温测试的能力验证样品，解决了采用的是温控开关来设置温度点，通过开关动作来捕捉温度值作为测量结果，温控开关控温精度差、极易在一个极小温差范围内频繁开关，并且温控开关制作的样品，受限于温控开关的设定温度，所以只能在固定温度下动作，如果改变温度就必须重新选择合适的温控开关，再制作一批样品，同时温控开关为定性试验，结果简单而且容易串通的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：1、温度测试仪有很多种，都是基于不同的工作原理，常见的有A膨胀式温度计、B辐射式温度计、C电阻温度计和D热电偶温度计：A膨胀式温度计：利用液体(水银、酒精)受热时提及膨胀的特性测温；B辐射式温度计：通过测量物体热辐射功率来测量温度；C电阻温度计：通过热敏电阻阻值随温度变化特性来测量温度；D热电偶温度计：以热电效应为基础来测量温度，由于高低温箱工作时为密闭状态，为了读数方便，样品的显示部分必须放在箱体外部，只是将温度探头深入箱体内部，因此电阻温度计和热电偶温度计是符合要求的，电阻温度计，温度和热敏电阻阻值成近似线性关系，所以变送器原理简单，价格便宜，变送器通过将阻值变化转换为电压或电流变化，输出给显示器进行显示，相比而言热电偶温度计，温度变化与热电势呈非线性关系，所以变送器原理复杂，要保证足够的精度，价格十分昂贵，因此最终确定采用电阻温度计，常用的电阻温度计有铜热电阻、铂热电阻和镍热电阻，三者中，铂热电阻测量范围大，精度高，适用范围广，因此我们选用铂电阻。根据温度的设计值，确定选用PT100，它的精度测量范围是-50℃～300℃，能够满足本项目的要求；2、根据原理进行结构设计，应遵循简单可靠的原则，因为最终样品的准确性和稳定性取决于各个部分的准确性和稳定性和各部分之间连接的稳定性，以及抗干扰能力，也就是说结构越简单，影响因素就越少，最终试样的准确性和稳定性就越好控制，另外在样品设计时还考虑了防止串通的问题，将测试值通过一个换算关系显示为另一个等效的数值；并且还进行了分组，不同组别换算关系不同，等效数值不同，这样实验室无法自行验证测量结果是否正确，相互串通也毫无意义，为实现这一设计效果的核心在于温度变送器，本次计划所采用的电阻温度计的物理量变换过程；3、温度转换成电阻阻值由PT100温度传感器完成，之后电阻值转换成电压值由温度变送器完成，最终显示仪表完成电压值显示的任务，其中PT100温度传感器的变送关系(灵敏度)是固定不变的，温度变送器变送关系是可变的，本次样品设计通过改变温度变送器的变送关系，将输出电压直接输出给显示仪表进行显示，来完成温度测量的等效变换，最终显示的示数V为：V＝kR+b，其中：R：PT100的电阻值，R＝f(T)，k：温度变送器比例系数，b：温度变送器偏移系数，通过调整k和b实现样品分组。由于实验室对变送关系以及k和b未知，无法判断最终显示数值和温度的对应关系，因此无法自行判断结果是否满意，故无法人为干涉试验结果。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明一种高低温测试的能力验证样品，本样品是一个精心设计的温度测试仪，能准确测试温度和实时反馈温度波动，同时其显示数字并不是准确的温度值，而是与温度值满足固定换算关系的一个数字，这样可以防止实验室人为干扰测试结果；本样品的温度测试范围为-50℃-300℃，也就是说可以在测温范围内随意选取温度点作为考点，而不需要更换样品；本样品设计原理简单，结构可靠，稳定性非常高，可防止串通且长期重复使用。

附图说明

图1为本发明样品原理图；

图2为本发明电阻温度计的物理量变换过程图；

图3为本发明信号变送过程图；

图4为本发明样品最终的结构设计图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种高低温测试的能力验证样品，温度测试仪有很多种，都是基于不同的工作原理，常见的有A膨胀式温度计、B辐射式温度计、C电阻温度计和D热电偶温度计：A膨胀式温度计：利用液体(水银、酒精)受热时提及膨胀的特性测温；B辐射式温度计：通过测量物体热辐射功率来测量温度； C电阻温度计：通过热敏电阻阻值随温度变化特性来测量温度；D热电偶温度计：以热电效应为基础来测量温度，由于高低温箱工作时为密闭状态，为了读数方便，样品的显示部分必须放在箱体外部，只是将温度探头深入箱体内部，因此电阻温度计和热电偶温度计是符合要求的，电阻温度计，温度和热敏电阻阻值成近似线性关系，所以变送器原理简单，价格便宜，变送器通过将阻值变化转换为电压或电流变化，输出给显示器进行显示，相比而言热电偶温度计，温度变化与热电势呈非线性关系，所以变送器原理复杂，要保证足够的精度，价格十分昂贵，因此最终确定采用电阻温度计，常用的电阻温度计有铜热电阻、铂热电阻和镍热电阻，三者中，铂热电阻测量范围大，精度高，适用范围广，因此我们选用铂电阻。根据温度的设计值，确定选用PT100，它的精度测量范围是-50℃～300℃，能够满足本项目的要求，那么，最终确定的样品原理图如图1所示：

根据原理进行结构设计，应遵循简单可靠的原则，因为最终样品的准确性和稳定性取决于各个部分的准确性和稳定性和各部分之间连接的稳定性，以及抗干扰能力，也就是说结构越简单，影响因素就越少，最终试样的准确性和稳定性就越好控制，另外在样品设计时还考虑了防止串通的问题，将测试值通过一个换算关系显示为另一个等效的数值；并且还进行了分组，不同组别换算关系不同，等效数值不同，这样实验室无法自行验证测量结果是否正确，相互串通也毫无意义，为实现这一设计效果的核心在于温度变送器，本次计划所采用的电阻温度计的物理量变换过程如图2所示：

温度转换成电阻阻值由PT100温度传感器完成，之后电阻值转换成电压值由温度变送器完成，最终显示仪表完成电压值显示的任务，其中PT100 温度传感器的变送关系(灵敏度)是固定不变的，温度变送器变送关系是可变的，本次样品设计通过改变温度变送器的变送关系，将输出电压直接输出给显示仪表进行显示，来完成温度测量的等效变换，详细信号变送过程如图3所示：

最终显示的示数V为：

V＝kR+b

其中：R：PT100的电阻值，R＝f(T)

k：温度变送器比例系数

b：温度变送器偏移系数

通过调整k和b实现样品分组。由于实验室对变送关系以及k和b未知，无法判断最终显示数值和温度的对应关系，因此无法自行判断结果是否满意，故无法人为干涉试验结果。

样品最终的结构设计如图4所示：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于高低温测试的能力验证样品,设计步骤为：

(1)温度测试仪有很多种，都是基于不同的工作原理，常见的有A膨胀式温度计、B辐射式温度计、C电阻温度计和D热电偶温度计：

A膨胀式温度计：利用液体(水银、酒精)受热时提及膨胀的特性测温。

B辐射式温度计：通过测量物体热辐射功率来测量温度。

C电阻温度计：通过热敏电阻阻值随温度变化特性来测量温度。

D热电偶温度计：以热电效应为基础来测量温度。

由于高低温箱工作时为密闭状态，为了读数方便，样品的显示部分必须放在箱体外部，只是将温度探头深入箱体内部，因此电阻温度计和热电偶温度计是符合要求的。

电阻温度计，温度和热敏电阻阻值成近似线性关系，所以变送器原理简单，价格便宜，变送器通过将阻值变化转换为电压或电流变化，输出给显示器进行显示，相比而言热电偶温度计，温度变化与热电势呈非线性关系，所以变送器原理复杂，要保证足够的精度，价格十分昂贵，因此最终确定采用电阻温度计。

常用的电阻温度计有铜热电阻、铂热电阻和镍热电阻，三者中，铂热电阻测量范围大，精度高，适用范围广，因此我们选用铂电阻。根据温度的设计值，确定选用PT100，它的精度测量范围是-50℃～300℃，能够满足本项目的要求。

(2)根据原理进行结构设计，应遵循简单可靠的原则，因为最终样品的准确性和稳定性取决于各个部分的准确性和稳定性和各部分之间连接的稳定性，以及抗干扰能力，也就是说结构越简单，影响因素就越少，最终试样的准确性和稳定性就越好控制。

另外在样品设计时还考虑了防止串通的问题，将测试值通过一个换算关系显示为另一个等效的数值；并且还进行了分组，不同组别换算关系不同，等效数值不同，这样实验室无法自行验证测量结果是否正确，相互串通也毫无意义。

为实现这一设计效果的核心在于温度变送器，本次计划所采用的电阻温度计的物理量变换过程。

(3)温度转换成电阻阻值由PT100温度传感器完成，之后电阻值转换成电压值由温度变送器完成，最终显示仪表完成电压值显示的任务，其中PT100温度传感器的变送关系(灵敏度)是固定不变的，温度变送器变送关系是可变的，本次样品设计通过改变温度变送器的变送关系，将输出电压直接输出给显示仪表进行显示，来完成温度测量的等效变换。

最终显示的示数V为：

V＝kR+b

其中：R：PT100的电阻值，R＝f(T)

k：温度变送器比例系数

b：温度变送器偏移系数

通过调整k和b实现样品分组。由于实验室对变送关系以及k和b未知，无法判断最终显示数值和温度的对应关系，因此无法自行判断结果是否满意，故无法人为干涉试验结果。