CN109613942A - 一种水循环控温型交直流差可计算电阻 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种水循环控温型交直流差可计算电阻，通过恒温水循环控温，可将交直流差可计算电阻使用时的控温点控制在实验室的环境温度下，并且无电磁干扰的影响，控温稳定，可提高交直流差可计算电阻的稳定性。所述交直流差可计算电阻具有水循环恒温控制装置以及用于进行水循环的盘绕在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管，所述水循环恒温控制装置与盘绕水管连接形成闭环水回路，所述水循环恒温控制装置用于控制恒温水在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管中进行循环，将交直流差可计算电阻的控温点控制在设定的环境温度下。

Description

一种水循环控温型交直流差可计算电阻
技术领域
本发明涉及电学计量技术领域，特别是涉及一种水循环控温型交直流差可计算电阻。
背景技术
目前国内外电学计量领域主要任务之一是研制高稳定性交直流差可计算电阻，特别是交流电阻传递电桥比例的验证是通过交直流差可计算电阻作为外部标准进行核验，要求交直流差可计算电阻的稳定性在10-7至10-8量级。现有技术中，已经实现了几种类型的“交直流差可计算电阻”，主要有单丝同轴型、四回线型和八回线型等类型的“可计算交直流差电阻”，其中单丝同轴型是将电阻丝置于金属圆筒中心处做成的同轴状可计算交直流差电阻；四回线型是将电阻丝在金属圆筒内打四次折线做成的可计算交直流差电阻；八回线型是将电阻丝在金属圆筒内打八次折线做成的可计算交直流差电阻。单丝同轴型交直流差可计算电阻结构最规则，电磁场可以准确计算，是实践中最常用的一种的直流差可计算电阻。但是这种形状，电阻丝长度较短，通电后，电阻丝由于温度变化产生的负载效应明显，导致交直流差可计算电阻的稳定性较差，在1V测量电压的情况下，半小时稳定性在10-4至10-5量级，成为制约交流电阻传递电桥的比例验证的瓶颈。
为减小交直流差可计算电阻在使用时由于温度变化产生的负载效应，一般在交直流差可计算电阻的金属圆筒外表面设置温度控制装置，用于根据电阻丝的电阻温度系数曲线控制电阻丝的工作温度范围。由于交直流差可计算电阻通常平时处于常温状态，只在使用时需要控温，而目前的温度控制装置在使用时一般采用电热丝加热控温的方法，控温点一般在40℃左右，与平时的储存温度相差较大，交直流差可计算电阻在使用前后热胀冷缩，多次反复使用后，会出现悬丝松懈的问题，影响交直流差可计算电阻的技术特性。因此将控温点设置在实验室的环境温度(如20℃或23℃)是最好的方式，这就需要采用冷热交替的控温方法，而现有的温度控制装置是做不到的。
发明内容
根据现有技术存在的缺陷，本发明提出一种水循环控温型交直流差可计算电阻，通过恒温水循环控温，可将交直流差可计算电阻使用时的控温点控制在实验室的环境温度下，并且无电磁干扰的影响，控温稳定，可提高交直流差可计算电阻的稳定性。
本发明的技术方案是：
1.一种水循环控温型交直流差可计算电阻，其特征在于，所述交直流差可计算电阻具有水循环恒温控制装置以及用于进行水循环的盘绕在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管，所述水循环恒温控制装置与盘绕水管连接形成闭环水回路，所述水循环恒温控制装置用于控制恒温水在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管中进行循环，将交直流差可计算电阻的控温点控制在设定的环境温度下。
2.所述水循环恒温控制装置包括储水箱、加热制冷装置、控制器、循环水泵，所述储水箱通过输水管和回水管与所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管构成闭环水回路，所述储水箱的输水管上连接循环水泵以及加热制冷装置，还包括设置在所述交直流差可计算电阻上的温度传感器，所述加热制冷装置、循环水泵和温度传感器分别与控制器相连；所述控制器根据接收的温度传感器的测温信号，启动加热制冷装置的加热或冷却工作，同时控制循环水泵将经过加热制冷装置处理后的恒温水抽入所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管中，使所述交直流差可计算电阻保持恒温。
3.所述加热制冷装置包括半导体制冷贴片、电加热贴片和恒温容器，所述电加热贴片和半导体制冷贴片分别贴放在恒温容器的上表面和下表面，并分别连接控制器，当控制器接收的测温信号低于设定的温度时，控制电加热贴片进行加热工作，当接收的测温信号高于设定的温度时，控制半导体制冷贴片进行制冷工作，使恒温容器保持恒温。
4.所述控制器和循环水泵分别连接供电电源，所述供电电源用于将交流电转换为直流电，分别为控制器和循环水泵供电。
5.所述交直流差可计算电阻外壁为圆柱形金属套筒，所述盘绕水管均匀盘绕在圆柱形金属套筒上。
本发明的技术效果：
本发明提出的一种水循环控温型交直流差可计算电阻，采用恒温水循环的控温方法，可将交直流差可计算电阻使用时的控温点控制在实验室的环境温度下，并且无电磁干扰的影响，控温稳定，控温稳定性达到0.2℃，大大提高了交直流差可计算电阻的稳定性，交直流差可计算电阻的30分钟稳定性可达到10-7至10-8量级，可满足交流电阻传递电桥的比例验证对交直流差可计算电阻的要求。
本发明的水循环控温型交直流差可计算电阻，具有水循环恒温控制装置，通过采用半导体片制冷和电热丝加热的方案，实现对交直流差可计算电阻冷热交替的控温，形成了小型化便携式的控温装置，但由于半导体制冷片面积小，为避免在交直流差可计算电阻的控温时不能达到使其整体均匀控温的效果，本发明通过在交直流差可计算电阻的外壁上盘绕水管，使恒温水在所述交直流差可计算电阻外壁盘绕的水管中形成水循环，达到均匀控温的效果。
附图说明
图1是本发明水循环控温型交直流差可计算电阻的实施例示意图。
附图标记列示如下：1-交直流差可计算电阻，2-盘绕水管，3-温度传感器，4-加热制冷装置，5-控制器，6-供电电源，7-循环水泵，8-储水箱，9-输水管，10-回水管，41-半导体制冷贴片，42-电加热贴片，43-恒温容器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
本发明的设计思路是将交直流差可计算电阻的控温点控制在实验室的环境温度下，如20℃或23℃，这就需要采用冷热交替的控温方式；若形成小型化便携式的控温装置，采用半导体制冷和电热丝加热是可行方案，但半导体制冷片面积小，在用于交直流差可计算电阻的控温时难以达到使其整体均匀控温的效果，因此小型化冷热交替控温的突出问题是制冷均匀性。本发明提出对一小水箱进行恒温控制，用细管盘在交直流差可计算电阻外壁，通过微型泵使水箱中的恒温水在交直流差可计算电阻外壁进行循环，达到对交直流差可计算电阻控温的效果，制成一种水循环控温型交直流差可计算电阻，所述交直流差可计算电阻具有水循环恒温控制装置以及用于进行水循环的盘绕在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管，所述水循环恒温控制装置与盘绕水管连接形成闭环水回路，水循环恒温控制装置控制恒温水在交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管中进行循环，将交直流差可计算电阻的控温点控制在设定的环境温度下。
如图1所示，是本发明水循环控温型交直流差可计算电阻的实施例示意图。包括交直流差可计算电阻1，交直流差可计算电阻1的外壁盘绕用于进行水循环的盘绕水管2，水循环恒温控制装置包括储水箱8、加热制冷装置4、控制器5、循环水泵7，还包括供电电源6，储水箱8通过输水管9和回水管10与交直流差可计算电阻外壁盘绕的盘绕水管2构成闭环水回路，储水箱8的输水管9连接循环水泵7以及加热制冷装置4；还包括设置在交直流差可计算电阻上的温度传感器3，加热制冷装置4、循环水泵7和温度传感器3分别与控制器5相连，控制器5根据接收的温度传感器3的测温信号，启动加热制冷装置4的加热或冷却工作，同时通过循环水泵7将抽入加热制冷装置4的并经过加热制冷装置4处理后的恒温水在交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管2中循环，使所述交直流差可计算电阻保持恒温；供电电源6分别连接控制器5和循环水泵7，用于将交流电转换为直流电，分别为控制器5和循环水泵7供电。本实施例中，交直流差可计算电阻外壁为圆柱形金属套筒，盘绕水管2均匀盘绕在圆柱形金属套筒上；加热制冷装置4包括半导体制冷贴片41、电加热贴片42和恒温容器43，半导体制冷贴片41和电加热贴片42分别贴放在恒温容器43的上表面和下表面，并分别连接控制器5，恒温容器43分别连接盘绕水管2和输水管9，当控制器5接收的测温信号低于设定的温度时，控制电加热贴片42进行加热工作，当控制器5接收的测温信号高于设定的温度时，控制半导体制冷贴片41进行制冷工作，使通过恒温容器43的水保持恒温，恒温容器43的恒温水在交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管2中循环，达到使所述交直流差可计算电阻保持恒温的目的。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (5)

1.一种水循环控温型交直流差可计算电阻，其特征在于，所述交直流差可计算电阻具有水循环恒温控制装置以及用于进行水循环的盘绕在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管，所述水循环恒温控制装置与盘绕水管连接形成闭环水回路，所述水循环恒温控制装置用于控制恒温水在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管中进行循环，将交直流差可计算电阻的控温点控制在设定的环境温度下。
2.根据权利要求1所述的水循环控温型交直流差可计算电阻，其特征在于，所述水循环恒温控制装置包括储水箱、加热制冷装置、控制器、循环水泵，所述储水箱通过输水管和回水管与所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管构成闭环水回路，所述储水箱的输水管上连接循环水泵以及加热制冷装置，还包括设置在所述交直流差可计算电阻上的温度传感器，所述加热制冷装置、循环水泵和温度传感器分别与控制器相连；所述控制器根据接收的温度传感器的测温信号，启动加热制冷装置的加热或冷却工作，同时通过循环水泵将经过加热制冷装置处理后的恒温水在所述交直流差可计算电阻外壁的盘绕水管中循环，使所述交直流差可计算电阻保持恒温。
3.根据权利要求2所述的水循环控温型交直流差可计算电阻，其特征在于，所述加热制冷装置包括半导体制冷贴片、电加热贴片和恒温容器，所述电加热贴片和半导体制冷贴片分别贴放在恒温容器的上表面和下表面，并分别连接控制器，恒温容器分别连接盘绕水管和储水箱的输水管；当控制器接收的测温信号低于设定的温度时，控制电加热贴片进行加热工作，当接收的测温信号高于设定的温度时，控制半导体制冷贴片进行制冷工作，使通过恒温容器的水保持恒温。
4.根据权利要求2所述的水循环控温型交直流差可计算电阻，其特征在于，所述控制器和循环水泵分别连接供电电源，所述供电电源用于将交流电转换为直流电，分别为控制器和循环水泵供电。
5.根据权利要求1至4之一所述的水循环控温型交直流差可计算电阻，其特征在于，所述交直流差可计算电阻外壁为圆柱形金属套筒，所述盘绕水管均匀盘绕在圆柱形金属套筒上。
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