CN109828174A - 一种ptc阻温测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PTC阻温测试系统，包括：加热炉，测试夹具。其中，测试夹具包括：控制箱，第一挡板，样品台，弹簧探针，双端螺纹螺杆，第一圆筒，定位柱；加热炉由第二圆筒，碳化硅炉膛，第二挡板，全牙螺杆，定位法兰装配组成。加热炉用于样品表面升温；测试夹具用于夹持样品及控制加热炉中的温度；本发明测试夹具中的控制箱上设置有温度控制模块，可有效地精准控制被测样品的表面温度，且阻温测试和样品加热的温度隔绝，提高了PTC阻温测试的准确性；同时测试夹具通过控制箱内的弹簧探针提供弹力夹持样品台上的样品，弹簧探针无需在加热炉中受热，避免高温氧化导致变形，延长了整个装置的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于热敏电阻测试领域，更具体地，涉及一种PTC阻温测试装置。
背景技术
PTC热敏电阻是一种以钛酸钡或高分子聚合材料为主要成分的高技术半导体功能电子元件，当温度达到某恒定值时，其电阻会显著增加，特别是在居里温度点附近电阻值将跃升3～7个数量级。PTC陶瓷发热体具有以下特点：无污染，无电磁辐射；升温迅速、能自控温度、使用寿命长；电压使用范围宽，可在12V-600V之间根据需要设计；设计方便，可从小功率到大功率任意设计，外形也可按要求设计。PTC系列热敏电阻广泛应用于工业电子设备，航空航天和各种军事装备中，以实现自动消磁，过流保护，马达启动，恒温加热，温度补偿等作用。近几年来，汽车工业尤其是电动汽车的快速发展使得PTC热敏电阻的需求量不断增加。
PTC的阻温特性是衡量PTC性能的最佳尺度，精确获得PTC的阻温特性是成功研究和开发PTC材料、工艺以及用途的必备渠道。但是，现有PTC阻温测试系统的测试夹具存在以下两方面的缺陷，一方面测试夹具与加热装置为相互孤立状态，测试夹具无法实现对加热装置的温度控制，导致被测PCT样品的表面温度无法准确控制；另一方面，现有的技术通常通过不锈钢弹簧片弯曲提供弹力夹持样品，且样品和弹簧片在加热装置中进行升温测试，因加热炉中高温空气易使不锈钢弹簧片氧化，极易导致长时间使用不锈钢弹簧片使其变黑失去弹力。因此，现有的测试夹具不仅无法准确控制被测PCT样品的表面温度，同时易老化，需及时更换不锈钢弹簧片。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种PTC阻温测试装置，旨在解决现有PTC阻温测试系统中测试夹具无法对加热炉的温度进行控制，从而导致被测PCT样品的阻温测试结果缺乏准确性的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种PTC阻温测试装置，包括测试夹具和加热炉；
所述加热炉位于测试夹具的下方；
所述测试夹具位于加热炉上方并部分伸入加热炉中，且测试夹具与加热炉导线连接；
所述加热炉用于为测试夹具中的样品加热所述测试夹具用于夹持样品及控制加热炉中的温控，且测试夹具中用于夹持样品的弹簧探针位于加热炉上方，避免其因加热炉的高温氧化导致的变形；
优选地，所述测试夹具包括控制箱、第一挡板、样品台、弹簧探针、双端螺纹螺杆、第一圆筒、定位柱；
所述控制箱位于第一挡板上方，底端与样品台固定，用于样品台的固定及加热炉中温度的控制；
所述第一挡板位于第一圆筒的上方，用于将控制台支撑在加热炉上方；
所述样品台通过螺杆贯穿第一圆筒与第一挡板，与控制箱的电板连接；用于放置样品；
所述弹簧探针一端焊接在控制箱的电板上，另一端与双端螺纹螺杆的一端连接，用于为双端螺纹螺杆提供弹力，避免有加热炉的直接接触；
所述双端螺纹螺杆的另一端与样品台接触，所述双端螺纹螺杆在弹簧探针的作用下可自由伸缩，与样品台共同用于夹持不同尺寸的PCT样品；
所述第一圆筒固定连接在第一挡板下方，用于保护位于第一圆筒内部的双端螺纹螺杆，避免与高温空气接触导致氧化；
所述定位柱位于第一挡板与控制器的电路板之间，用于保证电路系统的稳定性。
优选地，所述测试夹具还包括：硅胶板、石棉和云母片；
所述硅胶板位于第一挡板下方，用于隔绝控制箱与所述第一圆筒、加热炉之间的能量交换；
所述石棉填充于第一圆筒中，用于隔绝双端螺纹螺杆与加热炉之间的能量交换，提高双端螺纹螺杆的寿命；所述石棉填充于第一挡板与控制箱的电路板之间，用于隔绝第一挡板与电路板之间的能量交换，保护控制箱中电路板的元器件；
所述云母片固定连接在第一圆筒下方，用于第一圆筒与双端螺纹螺杆的绝缘，提高测试的准确度；
优选地，所述加热炉包括第二挡板、第三挡板和炉膛；
所述炉膛位于第二挡板与第三挡板之间；所述炉膛的直径小于第二挡板与第三挡板的直径；用于接收测试结局的温度设定值，并对样品加热；
所述第二挡板、第三挡板分别固定连接在炉膛上方、下方；用于与炉膛形成加热空间；
所述第二挡板中央开口，开口直径大于第一圆筒直径，小于第一挡板直径，用于将测试夹具的样品台伸入加热炉，并使控制箱位于加热炉上方，并与其隔绝能量交换；
优选地，所述加热炉还包括第二圆筒、螺杆、定位法兰、石棉和耐火砖；
所述第二圆筒的直径与第二挡板、第三挡板的直径相同；位于加热炉外部，用以包裹所述炉膛；
所述螺杆位于炉膛与第二圆筒之间，用于固定炉膛水平方向的位置，放置炉膛在移动过程中的位置偏移；
所述定位法兰位于第二挡板与炉膛之间，一端与第二挡板固定连接，另一端与螺杆连接，用于固定炉膛垂直方向上的位置；
所述石棉填充于炉膛与第二圆筒之间、定位法兰与第二圆筒之间，用于加热炉的保温隔热；
所述耐火砖位于炉膛底部，用于防止第三挡板的受热氧化。
优选地，所述螺杆为全牙螺杆；所述炉膛为碳化硅炉膛；所述第一挡板、第二挡板和第三挡板为不锈钢挡板。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
(1)本发明在测试夹具的控制箱中设置有温度控制模块，通过导线与加热炉进行连接，可有效地控制加热炉的温度，使样品的表面温度更接近于设定的温度值；同时测试夹具与加热炉的空隙部分均填充有石棉，且测试夹具中设置有云母片，有效地减少了加热炉与测试夹具之间的热量交换，从而相比于现有技术，本发明样品表面温度的控制更为精准，PCT阻温测试结果更准确。
(2)本发明采用第一挡板、硅胶板将测试夹具的样品台与测试部分分隔，样品台伸入加热炉进行均匀受热，PTC阻温测试的控制箱位于加热炉的上方，与加热炉无能量的交换，不仅提高了测试夹具的寿命，同时也提高了PTC阻温测试的准确性。
(3)本发明提供的测试夹具中的弹簧探针不与加热系统进行直接接触，避免了弹簧探针的高温空气氧化，能够持久提供弹力，使用寿命增强。
附图说明
图1是本发明提供的PTC阻温测试系统的结构示意图；
图2(a)是本发明提供的测试夹具的结构示意图；
图2(b)是本发明提供的控制箱内部结构示意图；
图3(a)是本发明提供的加热炉外部结构示意图；
图3(b)是本发明提供的加热炉内部结构示意图。
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。
如图1所示,本发明提供了一种PTC阻温测试装置1，包括测试夹具2和加热炉3；
所述加热炉3位于测试夹具的下方；
所述测试夹具位2于加热炉3上方并部分伸入加热炉中，且测试夹具与加热炉导线连接；
所述加热炉3用于为测试夹具2中的样品加热；
所述测试夹具2用于夹持样品及控制加热炉中的温度，且测试夹具2中用于夹持样品的弹簧探针位于加热炉上方，避免其因加热炉的高温氧化导致的变形。
优选地，所述测试夹具包括控制箱、第一挡板、样品台、弹簧探针、双端螺纹螺杆、第一圆筒、定位柱；
所述控制箱位于第一挡板上方，底端与样品台固定，用于样品台的固定及加热炉中温度的控制；
所述第一挡板位于第一圆筒的上方，用于将控制台支撑在加热炉上方；
所述样品台通过螺杆贯穿第一圆筒与第一挡板，与控制箱的电板连接；用于放置样品；
所述弹簧探针一端焊接在控制箱的电板上，另一端与双端螺纹螺杆的一端连接，用于为双端螺纹螺杆提供弹力，避免与加热炉的直接接触；
所述双端螺纹螺杆的另一端与样品台接触，所述双端螺纹螺杆在弹簧探针的作用下可自由伸缩，与样品台共同用于夹持不同尺寸的PCT样品；
所述第一圆筒固定连接在第一挡板下方，用于保护位于第一圆筒内部的双端螺纹螺杆，避免与高温空气接触导致氧化；
所述定位柱位于第一挡板与控制器的电路板之间，用于保证电路系统的稳定性。
优选地，所述测试夹具还包括：硅胶板、石棉和云母片；
所述硅胶板位于第一挡板下方，用于隔绝控制箱与所述第一圆筒、加热炉之间的能量交换；
所述石棉填充于第一圆筒中，用于隔绝双端螺纹螺杆与加热炉之间的能量交换，提高双端螺纹螺杆的寿命；所述石棉填充于第一挡板与控制箱的电路板之间，用于隔绝第一挡板与电路板之间的能量交换，保护控制箱中电路板的元器件；
所述云母片固定连接在第一圆筒下方，与螺杆紧固连接，用于第一圆筒与双端螺纹螺杆的绝缘，提高测试的准确度以及进一步固定所述样品台；
所述云母片具有良好的绝缘性、导热性，并且能够耐高温，具有一定的延展性和可加工性；在温度急剧变化或酸碱环境中，也具有良好的物化性能；
优选地，所述加热炉包括第二挡板、第三挡板和炉膛；
所述炉膛位于第二挡板与第三挡板之间；所述炉膛的直径小于第二挡板与第三挡板的直径；用于接收测试夹具的温度设定值，并对样品加热；
所述第二挡板、第三挡板分别固定连接在炉膛上方、下方；用于与炉膛形成加热空间；
所述第二挡板中央开口，开口直径大于第一圆筒直径，小于第一挡板直径，用于将测试夹具的样品台伸入加热炉，并使控制箱位于加热炉上方，并与其隔绝能量交换；
优选地，所述加热炉还包括第二圆筒、螺杆、定位法兰、石棉和耐火砖；
所述第二圆筒的直径与第二挡板、第三挡板的直径相同；位于加热炉外部，用以包裹所述炉膛；
所述螺杆位于炉膛与第二圆筒之间，用于固定炉膛水平方向的位置，放置炉膛在移动过程中的位置偏移；
所述定位法兰位于第二挡板与炉膛之间，一端与第二挡板固定连接，另一端与螺杆连接，用于固定炉膛垂直方向上的位置；
所述石棉填充于炉膛与第二圆筒之间、定位法兰与第二圆筒之间，用于加热炉的保温隔热；
所述耐火砖位于炉膛底部，用于防止第三挡板的受热氧化。
优选地，所述螺杆为全牙螺杆；所述炉膛为碳化硅炉膛；所述第一挡板、第二挡板和第三挡板为不锈钢挡板。
如图2(a)所示，为本发明提供的一种多工位测量夹具，包括：控制箱101、不锈钢板103、硅橡胶板104、不锈钢圆筒105、云母片106、全牙螺杆108、弹簧探针109、双端螺纹螺201和镀金螺丝202；
所述控制箱101通过在孔位102上安装螺丝螺帽与不锈钢板103和硅橡胶板104联合固定连接；控制箱101与不锈钢板103之间的螺帽可调节抬高控制箱101的高度，有利于控制箱101内的散热；
所述硅橡胶板104用于隔热、绝缘，隔绝不锈钢板103和加热炉上盖板之间的接触与能量交换，提高使用寿命；
所述控制箱101，不锈钢板103和硅橡胶板104均位于加热炉上方；
不锈钢圆筒105使用螺丝分别与不锈钢板103、云母片106固定；所述不锈钢圆筒105内填充石棉，用于隔绝加热炉炉膛和控制箱之间的热量。
如图2(b)所示，为本发明提供的控制箱内部结构，
其中，所述电路板中设置有温度控制模块，与加热炉通过电线连接，用于对加热炉中温度的控制；
所述电路板的定位孔110用于固定电路板107；
所述电路板107和不锈钢板103之间空隙可使用石棉填充，进一步隔绝热量，降低电路板上各元器件上的温度；
所述弹簧探针109焊接在电路板上，所述双端螺纹螺201的杆一端与弹簧探针连接，另一端伸入加热炉内；
所述全牙螺杆108的一端使用螺丝与电路板固定，另一端与样品板107固定；
所述样品板位于双端螺纹杆201自然垂落或者稍微压缩双端螺纹杆201的位置；样品板107的样品孔上设置有镀金螺丝202，可提高电导率，用于减少测试误差；
所述双端螺纹杆201和镀金螺丝202之间处于自然垂落或者稍微压紧状态，一旦加入样品，样品会受到弹簧探针109提供的弹力而被夹紧，达到固定样品的作用，同时弹簧探针位于控制箱101内，可避免受热氧化的过程延长使用寿命长。
如图3(a)所示为本发明提供的一种具体的加热炉外部结构图，其中，第二圆筒301为不锈钢圆筒；如图3(b)为图3(a)所示加热炉的内部结构图，如图3(b)所示，加热炉包括：万向轮306、不锈钢下板305、石棉、隔热砖、螺杆307、不锈钢圆筒、炉膛304、定位法兰303和不锈钢上板302；
所述万向轮306与不锈钢下板305固定连接；
所述不锈钢下板305上在紧贴炉膛的同一圆周上设置有4个圆孔，所述四个圆孔位于介于炉膛与不锈钢圆筒301对应的不锈钢下板305上；
所述4根螺杆307贯穿对应圆孔，用于固定炉膛304；
所述石棉填充于炉膛304和第二圆筒301之间；所述定位法兰303紧固于炉膛304上方，将所述石棉填充于定位法兰303和第二圆筒301之间；所述石棉一方面用于减小第二圆筒301受加热炉高温的影响，另一方面使加热炉内样品处于恒定温度；
所述隔热砖位于石棉上部，调整石棉和隔热砖，使中间炉膛304、定位法兰303的总高度和不锈钢上板302的高度一致；
所述炉膛304放置于4根螺杆中间，旋转炉膛使炉膛接线部位与不锈钢上板302的插座孔位对齐；
所述螺杆307嵌入到定位法兰303对应的圆孔中，并采用螺帽固定，调整螺帽使定位法兰的上部与外壁305位于同一高度；
将不锈钢上板与不锈钢圆筒以及定位法兰固定，完成如图3(a)所示的加热炉外部结构。
本领域的技术人员容易理解，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 (9)
1.一种PTC阻温测试装置，其特征在于，包括测试夹具和加热炉；
所述加热炉位于测试夹具的下方；
所述测试夹具位于加热炉上方并部分伸入加热炉中；
所述加热炉用于样品表面的升温；
所述测试夹具用于夹持样品及控制加热炉中的温度。
2.如权利要求1所述的PTC阻温测试装置，其特征在于，所述测试夹具包括：控制箱、第一挡板、样品台、弹簧探针、双端螺纹螺杆；
所述控制箱位于第一挡板上方，底端与样品台固定，用于样品台的固定及加热炉中温度的控制；
所述第一挡板位于第一圆筒的上方，用于将控制台支撑在加热炉上方；
所述样品台贯穿第一圆筒与第一挡板，与控制箱的电板连接；用于放置样品；
所述弹簧探针一端焊接在控制箱的电板上，另一端与双端螺纹螺杆的一端连接，用于为双端螺纹螺杆提供弹力，避免与加热炉的直接接触；
所述双端螺纹螺杆的另一端与样品台接触，所述双端螺纹螺杆在弹簧探针的作用下可自由伸缩，与样品台共同用于夹持不同尺寸的PCT样品。
3.如权利要求1或2所述的PTC阻温测试装置，其特征在于，测试夹具还包括第一圆筒、定位柱、硅胶板、石棉和云母片；
其中，所述第一圆筒固定连接在第一挡板下方，用于保护位于第一圆筒内部的双端螺纹螺杆，避免与高温空气接触导致氧化；
所述定位柱位于第一挡板与控制器的电路板之间，用于保证电路系统的稳定性；
所述硅胶板位于第一挡板下方，用于隔绝控制箱与所述第一圆筒、加热炉之间的能量交换；
所述石棉填充于第一圆筒中，用于隔绝双端螺纹螺杆与加热炉之间的能量交换，提高双端螺纹螺杆的寿命；所述石棉填充于第一挡板与控制箱的电路板之间，用于隔绝第一挡板与电路板之间的能量交换，保护控制箱中电路板的元器件；
所述云母片固定连接在第一圆筒下方，用于第一圆筒与双端螺纹螺杆的绝缘，提高测试的准确度。
4.如权利要求3所述的PTC阻温测试装置，其特征在于，所述加热炉包括第二挡板、第三挡板和炉膛；
所述炉膛位于第二挡板与第三挡板之间；所述炉膛的直径小于第二挡板与第三挡板的直径；用于接收测试夹具的温度设定值，并对样品加热；
所述第二挡板、第三挡板分别固定连接在炉膛上方、下方；用于与炉膛形成加热空间；
所述第二挡板中央开口，开口直径大于第一圆筒直径，小于第一挡板直径，用于将测试夹具的样品台伸入加热炉，并使控制箱位于加热炉上方，并与其隔绝能量交换。
5.如权利要求1或4所述的PTC阻温测试装置，其特征在于，所述加热炉还包括第二圆筒、螺杆、定位法兰、石棉和耐火砖；
所述第二圆筒的直径与第二挡板、第三挡板的直径相同；位于加热炉外部，用以包裹所述炉膛；
所述螺杆位于炉膛与第二圆筒之间，用于固定炉膛水平方向的位置，放置炉膛在移动过程中的位置偏移；
所述定位法兰位于第二挡板与炉膛之间，一端与第二挡板固定连接，另一端与螺杆连接，用于固定炉膛垂直方向上的位置；
所述石棉填充于炉膛与第二圆筒之间、定位法兰与第二圆筒之间；用于加热炉的保温隔热；
所述耐火砖位于炉膛底部，用于防止第三挡板的受热氧化。
6.如权利要求4所述的PTC阻温测试装置，其特征在于，所述炉膛为碳化硅炉膛。
7.如权利要求4所述的PTC阻温测试装置，其特征在于，所述第一挡板、第二挡板和第三挡板均为不锈钢挡板。
8.如权利要求3所述的PTC阻温测试装置，其特征在于，所述螺杆为全牙螺杆。
9.基于权利要求1所述的PTC阻温测试方法，其特征在于，接收测试夹具传递的温度信息，将样品表面温度加热为设定温度，测试样品的阻温特性。
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- 2019-03-12 CN CN201910182397.3A patent/CN109828174B/zh active Active
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