CN110231521A - 一种元器件温度特性测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种元器件温度特性测试装置，其特征在于:包括一个容纳温控器、加热器电源和继电器的箱体。以及金属加热台、温度传感器、加热器、尼龙固定座和隔热垫。该装置可以使金属加热台的温度恒定于设定温度附近。当温度恒定一定时间(一分钟左右)时，可以确保金属加热台内部的温度场将近似为均匀温度场。同时避免了搅拌器与待测元器件之间的触碰以及器件长时间在水中浸泡导致的问题。

Description

一种元器件温度特性测试装置
技术领域
本发明涉及物理试验设备。
背景技术
目前，普通物理实验中的元器件温度特性测试装置构造是由加热装置、水槽、搅拌器组成。将待测试器件采取防水措施后置入水槽中，将水加热到不同的温度，加热过程中不断搅动搅拌器使水槽内水的温度场均匀，然后用仪器测出待测试器件的温度特性。
但是，这种方式会带来如下问题：第一，使用搅拌器，会碰触到待测试器件；第二，使用搅拌器并不能确保水的温度场是均匀温度场；第三，器件长器浸泡在水中，其表面会生锈和产生水垢。这些因素最终导致测得的数据有较大的测量误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种元器件温度特性测试装置，其特征在于:包括一个容纳温控器、加热器电源和继电器的箱体。以及金属加热台、温度传感器、加热器、尼龙固定座和隔热垫。
所述箱体的上面板安装尼龙固定座。所述尼龙固定座上表面具有孔I和孔II。所述孔I底部的出线孔I贯通到尼龙固定座下表面。所述孔II底部的出线孔II贯通到尼龙固定座下表面。所述尼龙固定座下表面位于箱体内部。
所述隔热垫安装在上面板上表面。所述隔热垫下方是尼龙固定座。所述隔热垫具有贯穿其上下表面的通孔I和通孔II。
所述金属加热台固定在隔热垫的上表面。所述金属加热台的下表面具有盲孔I和盲孔II。所述金属加热台的上表面具有容纳待测电阻的插孔。
所述盲孔I、通孔I和孔I对接后，组成容纳温度传感器的空间 S1。所述盲孔II、通孔II和孔II对接后，组成容纳加热器的空间 S2。
所述温度传感器位于空间S1中，触头与金属加热台接触，供电导线和信号导线经出线孔I引出。
所述加热器位于空间S2中，发热元件与金属加热台接触，供电导线经出线孔II引出。
所述继电器为常闭。系统通电后，加热器电源通过继电器的常闭触点给加热器供电，使金属加热台加热。温度传感器将测得的金属加热台的温度传给温控器。当温度达到温控器中预设温度时，温控器自动输出控制信号给继电器。继电器的触点由导通转换为断开，切断加热电源。当金属加热台的温度低于预设温度时，温控器自动输出控制信号给继电器，继电器的触点由断开转换为导通。
进一步，所述金属加热台四周包裹隔热垫。
进一步，所述金属加热台上表面具有容纳多种尺寸待测电阻的插孔。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，该装置可以使金属加热台的温度恒定于设定温度附近。当温度恒定一定时间(一分钟左右)时，可以确保金属加热台内部的温度场将近似为均匀温度场。同时避免了搅拌器与待测元器件之间的触碰以及器件长时间在水中浸泡导致的问题。
附图说明
图1为元器件温度特性测试装置外部结构的立体图；
图2为元器件温度特性测试装置的模块图；
图3为图1的俯视图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为金属加热台剖视图；
图6为隔热垫剖视图；
图7为尼龙固定座剖视图；
图8为元器件温度特性测试装置的电路图；
图9为采用本发明所公开的装置测得的数据拟合得到的Cu50 的R～t关系直线；
图10为采用本发明所公开的装置测得的数据拟合得到的热敏电阻B3950的R～1/T关系直线。
图中：金属加热台(1)、盲孔I(101)、盲孔II(102)、插孔I (2)、插孔II(2)、插孔III(3)、温度传感器(4)、加热器(5)、继电器(6)、上面板(7)、尼龙固定座(8)、孔I(801)、出线孔I (8011)、孔II(802)、出线孔II(8021)、隔热垫(9)、通孔I(901)、通孔II(902)、温控器(10)、加热器电源(11)、保温层(12)、接线柱I(13)、接线柱II(14)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种元器件温度特性测试装置，其特征在于:包括一个容纳温控器10、加热器电源11和继电器6的箱体。以及金属加热台1、温度传感器4、加热器5、尼龙固定座8和隔热垫9。
所述箱体的上面板7安装尼龙固定座8。实施例中，上面板7 具有一个矩形开孔，所述尼龙固定座8嵌入矩形开孔中。
所述尼龙固定座8上表面具有孔I801和孔II802。所述孔I801 底部的出线孔I8011贯通到尼龙固定座8下表面。所述孔II802底部的出线孔II8021贯通到尼龙固定座8下表面。所述尼龙固定座8 下表面位于箱体内部。
所述隔热垫9安装在上面板7上表面。实施例中，所述隔热垫9 通过螺钉固定在所述矩形开孔周围的实体上。所述隔热垫9还通过螺钉连接下方的尼龙固定座8。所述隔热垫9下方是尼龙固定座8。所述隔热垫9具有贯穿其上下表面的通孔I901和通孔II902。
所述金属加热台1固定在隔热垫9的上表面。所述金属加热台1 的下表面具有盲孔I101和盲孔II102。所述金属加热台1的上表面具有容纳待测电阻的插孔。
所述盲孔I101、通孔I901和孔I801对接后，组成容纳温度传感器4的空间S1。所述盲孔II102、通孔II902和孔II802对接后，组成容纳加热器5的空间S2。
所述温度传感器4位于空间S1中，触头与金属加热台1接触，供电导线和信号导线经出线孔I8011引出。
所述加热器5位于空间S2中，发热元件与金属加热台1接触，供电导线经出线孔II8021引出。
实施例中，所述温度传感器4为Pt100温度传感器。Pt100温度传感器具有三个接线端，分别记为a端子、b端子、c端子；b端子和c端子为热电阻的双引线端，a端子为热电阻的单引线端。在Pt100 温度传感器内部，b端子与c端子是直通的〔阻值为0欧〕，a端子与b端子之间的阻值0℃下为100欧。
所述温控器10为REX-C410温控器(湟源电气生产),在REX-C410 中，2端子和3端子为电源输入端，7端子为控制信号正输出端，8 端子为控制信号负输出端，14端子为热电阻温度传感器单引线输入端，15端子和16端子为热电阻温度传感器双引线输入端；
加热器电源11为输出为12V的AC/DC电源，输入为AC220V市电。所述加热器5外形为圆柱体。加热器电源11的输出端正极连接加热器5的一端，所述加热器5的另一端连接继电器6输出端的正极。所述继电器6输出端的负极连接加热器电源11的负极。所述继电器6为常闭。即初始状态时，输出端两极之前导通。在输入端的两极之间加上信号时，输出端的两极断开。
所述继电器6输入端的两极分别连接温控器10的控制信号输出端子〔温控器10的7端子接入继电器6输入端的正极，温控器10 的8端子接入继电器6输入端的负极〕。
所述温控器10的电源输入端〔2端子和3端子〕接入220V市电。所述温控器10的控制信号输入端连接Pt100温度传感器〔温控器10 的14端子连接温度传感器4的a端子，温控器10的15端子连接温度传感器4的c端子，温控器10的16端子连接温度传感器4的b 端子〕。
所述金属加热台1四周包裹隔热垫9。
所述金属加热台1上表面具有容纳多种尺寸待测电阻的插孔，如附图所示，分别是直径为6.2mm的插孔I2、直径为5.2mm的插孔 II20、直径为4.2mm的插孔III3。
所述上面板7还安装有成对的接线柱I13和成对的接线柱II14。成对的接线柱I13中，两个接线柱I13连接到测量铜热电阻的电阻计或者万用表的输入端。成对的接线柱II14中，两个接线柱II14 连接到测量热敏电阻的电阻计或者万用表的输入端。两个接线柱I13之间可以接入待测的铜热电阻。两个接线柱II14之间可以接入待测的热敏电阻。
实施例2：
基于实施例1所公开的装置。试验时，安装试验要求，将待测的电阻置于插孔中加热到温控器10预设的温度。系统通电后，加热器电源11通过继电器6的常闭触点给加热器5供电，使金属加热台 1加热1。温度传感器4将测得的金属加热台1的温度传给温控器。当温度达到温控器10中预设温度时，温控器10自动输出控制信号给继电器6。继电器6的触点由导通转换为断开，切断加热电源。当金属加热台1的温度低于预设温度时，温控器自动输出控制信号给继电器6，继电器6的触点由断开转换为导通。如此可以使金属加热台1的温度恒定于设定温度附近。当温度恒定一定时间(一分钟左右)时，可以确保金属加热台1内部的温度场将近似为均匀温度场，精确测量待测电阻的温度特性。
表1是采用本实施例所公开方法测试Cu50电阻的数据。图9是根据表1的数据拟合得到的Cu50的R～t关系直线如图9，从该直线可以算出铜的温度系数为3.97×10-3/℃,相对误差为7.2％。
表1：
t/℃ 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0
R/Ω 57.78 58.93 60.00 60.98 61.89 62.86
实施例3：
基于实施例1所公开的装置，试验步骤同实施例2，试验对象改为热敏电阻B3950。表2是采用本实施例所公开方法测试热敏电阻 B3950的数据。图10是根据表2数据拟合得到热敏电阻的B3950的 R～1/T关系如图10，从该图可以算出该热敏电阻的材料常数为3869K，相对误差为2.3％。
表2：
t/℃ 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0
R/Ω 36490 27800 23100 19200 15700 13370
经过多次测试，本发明所公开装置性能稳定。

Claims (3)

1.一种元器件温度特性测试装置，其特征在于:包括所述一个容纳温控器(10)、加热器电源(11)和继电器(6)的箱体；以及金属加热台(1)、温度传感器(4)、加热器(5)、尼龙固定座(8)和隔热垫(9)；
所述箱体的上面板(7)安装尼龙固定座(8)；所述尼龙固定座(8)上表面具有孔I(801)和孔II(802)；所述孔I(801)底部的出线孔I(8011)贯通到尼龙固定座(8)下表面；所述孔II(802)底部的出线孔II(8021)贯通到尼龙固定座(8)下表面；所述尼龙固定座(8)下表面位于箱体内部；
所述隔热垫(9)安装在上面板(7)上表面；所述隔热垫(9)下方是尼龙固定座(8)；所述隔热垫(90)具有贯穿其上下表面的通孔I(901)和通孔II(902)；
所述金属加热台(1)固定在隔热垫(9)的上表面；所述金属加热台(1)的下表面具有盲孔I(101)和盲孔II(102)；所述金属加热台(1)的上表面具有容纳待测电阻的插孔；
所述盲孔I(101)、通孔I(901)和孔I(801)对接后，组成容纳温度传感器(4)的空间S1；所述盲孔II(102)、通孔II(902)和孔II(802)对接后，组成容纳加热器(5)的空间S2；
所述温度传感器(4)位于空间S1中，触头与金属加热台(1)接触，供电导线和信号导线经出线孔I(8011)引出；
所述加热器(5)位于空间S2中，发热元件与金属加热台(1)接触，供电导线经出线孔II(8021)引出；
所述继电器(6)为常闭；系统通电后，加热器电源(11)通过继电器(6)的常闭触点给加热器(5)供电，使金属加热台加热(1)；温度传感器(4)将测得的金属加热台(1)的温度传给温控器；当温度达到温度传感器(4)中预设温度时，温控器自动输出控制信号给继电器(6)；继电器(6)的触点由导通转换为断开，切断加热电源；当金属加热台(1)的温度低于预设温度时，温控器自动输出控制信号给继电器(6)，继电器(6)的触点由断开转换为导通。
2.根据权利要求1或2所述的一种元器件温度特性测试装置，其特征在于：所述金属加热台(1)四周包裹隔热垫(9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种元器件温度特性测试装置，其特征在于：所述金属加热台(1)上表面具有容纳多种尺寸待测电阻的插孔。
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