CN112379168A - 电阻温度系数测量装置 - Google Patents
电阻温度系数测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112379168A CN112379168A CN202010383183.5A CN202010383183A CN112379168A CN 112379168 A CN112379168 A CN 112379168A CN 202010383183 A CN202010383183 A CN 202010383183A CN 112379168 A CN112379168 A CN 112379168A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- resistance
- heating
- circuit
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 95
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 claims description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 3
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
Abstract
本申请实施例提供一种电阻温度系数测量装置。该装置包括可打开的加热腔，加热腔包括保温层、位于保温层内侧的加热元件、位于加热元件内侧的测温元件，加热元件和测温元件二者的电极均引出至加热腔外，电阻温度系数测量装置还包括位于加热腔外的加热电路、测温电路和电阻测量电路，加热电路连接加热元件，测温电路连接测温元件；加热腔还包括：贯穿加热腔的腔壁的电阻测量电极或者贯穿加热腔的腔壁的插孔，其中，电阻测量电极位于加热腔外的部分连接电阻测量电路，电阻测量电极位于加热腔内的部分用于连接待测元件。该装置实现快速、低成本地测量电阻温度系数。
Description
技术领域
本申请属于测量仪器技术领域，具体涉及一种电阻温度系数测量装置。
背景技术
对于通常的电阻温度系数测量装置，有水浴法、油浴法等方案。这是加热液体后将待测元件放置入液体中，待液体的热量传导到电阻上，稳定后测量液体的温度即可得出电阻的温度。再配合上电阻的测量电路，得出电阻值，随后可算出电阻温度系数。
现有的水浴法、油浴法测量电阻温度系数的方法存在如下不足：一是需要使用水、油等液体，并配以加热液体的加热装置，体积比较大，并增加成本；二是液体对电阻的加热需要时间升温，引起测量速率缓慢。
发明内容
本申请的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种电阻温度系数测量装置。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：一种电阻温度系数测量装置，包括加热腔，所述加热腔包括保温层、位于所述保温层内侧的加热元件、位于所述加热元件内侧的测温元件，所述加热元件和所述测温元件二者的电极均引出至所述加热腔外，所述电阻温度系数测量装置还包括位于所述加热腔外的加热电路、测温电路和电阻测量电路，所述加热电路连接所述加热元件，所述测温电路连接所述测温元件；所述加热腔还包括：贯穿所述加热腔的腔壁的电阻测量电极或者贯穿所述加热腔的腔壁的插孔，其中，所述电阻测量电极位于所述加热腔外的部分连接所述电阻测量电路，所述电阻测量电极位于所述加热腔内的部分用于连接待测元件。
可选地，所述加热腔还包括位于所述加热元件内侧的导热层，所述测温元件位于所述导热层内侧。
可选地，所述测温元件的数量为多个。
可选地，所述测温元件均匀分布。
可选地，所述测温元件的工作温度范围包括：[0℃,600℃]。
可选地，所述测温元件包括：热电阻、热电偶、热敏电阻中的任一项。
可选地，所述保温层的材料包括：硅酸盐类材料、聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、气凝胶毡、玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩、以及微纳隔热材料中的至少一项。
可选地，所述电阻温度系数测量装置还包括处理电路，所述处理电路分别连接所述加热电路、所述测温电路和所述电阻测量电路；所述处理电路用于：控制所述加热电路对所述待测元件加热、根据所述测温电路的输出确定待测元件的实时温度、根据电阻测量电路的输出确定所述待测元件的实时电阻、以及根据所述待测元件的实时温度与对应的实时电阻确定所述待测元件的电阻温度系数。
可选地，当所述测温元件的数量为多个时，根据所述测温电路的输出确定待测元件的实时温度，包括：当由各个测温电路的输出所确定的待测元件的温度之间的最大差值小于设定阈值时，将由各个待测电路的输出所确定的待测元件的温度的平均值作为所述待测元件的实时温度。
可选地，所述设定阈值记为Ta，满足：0.2℃≤Ta≤2℃。
可选地，所述处理电路具体用于：确定待测元件的多个温度值以及对应的电阻值；以温度为横坐标，以电阻为纵坐标建立直角坐标系，以所确定的温度值及对应的电阻值作为实测数据点，利用最小二乘法拟合得到拟合直线；按照公式TCR＝k/R0计算待测元件的电阻温度系数TCR，其中k为拟合直线的斜率，R0为实测数据点中最低温度对应的电阻值或基准电阻值。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：采用加热腔对被测元件加热，被测元件升温速度快，整体设备体积较小，成本较低。
附图说明
图1为本申请实施例的电阻温度系数测量装置的结构示意图。
图2为图1所示电阻温度系数测量装置中加热腔的横截面示意图。
图3为本申请另一实施例的电阻温度系数测量装置的结构示意图。
图4为本申请实施例的电阻温度系数测量装置中处理电路的运算方法示意图。
附图标记为：1、加热腔；11、保温层；12、加热元件；13、导热层；14、测温元件；1a、插孔；2、加热电路；3、测温电路；4、电阻测量电路；4a、电阻测量电极；5、处理电路。
具体实施方式
在本申请中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
下面结合附图所示的实施例对本申请作进一步说明。
如附图1所示，本申请的实施例提供一种电阻温度系数测量装置，包括可打开的加热腔1，加热腔1包括保温层11、位于保温层11内侧的加热元件12、位于加热元件12内侧的测温元件14，加热元件12和测温元件14二者的电极均引出至加热腔1外，电阻温度系数测量装置还包括位于加热腔1外的加热电路2、测温电路3和电阻测量电路4，加热电路2连接加热元件12，测温电路3连接测温元件14。
加热腔1的内部空间用于放置待测元件。测温元件14比加热元件12更靠近加热腔1的中心区域。加热腔1内可以是放置一个待测元件，也可以配置为放置多个待测元件。加热腔1的内部空间可以略大于待测元件。加热元件12产生热量，用于对待测元件进行升温。保温层11的作用是防止热量的散失，保证热量集中以及待测元件温度的稳定。
加热元件12例如是电阻丝或者是红外加热涂层等结构，由加热腔1外的加热电路2为加热元件12提供功率输出。测温元件14例如是热电阻、热电偶或者热敏电阻，由加热腔1外的测温电路3测量测温元件14的性质，从而推知加热腔1内的温度。
加热腔1还包括：贯穿加热腔1的腔壁的电阻测量电极4a或者贯穿加热腔1的腔壁的插孔1a，其中，电阻测量电极4a位于加热腔1外的部分连接电阻测量电路4，电阻测量电极4a位于加热腔1内的部分用于连接待测元件。插孔1a的作用是将加热腔1内的待测元件的电极引出至加热腔1外，从而能够与电阻测量电路4相连。插孔1a可以比较小，仅容待测元件的电极引出；拆开1a也可以稍大于待测元件的尺寸，从而使得待测元件整体从插孔1a插入加热腔1内并将部分或全部的电极外露。如此，可以实现加热腔1外的电阻测量电路4与待测元件之间的电连接，从而实现对待测元件的电阻值的测量。
根据以上方案，可实现快速准确地对待测元件升温，设备整体体积较小，成本较低。
可选地，加热腔1还包括位于加热元件12内侧的导热层13，测温元件14位于导热层13的侧。导热层13的作用是将热量均匀地传导至加热腔1内部空间。导热层的材料例如可以选择金属或合金。测温元件14可以是位于导热层13的内表面上，也可以是与导热层13彼此分开(例如是位于加热腔1内部空间的中心区域)。
可选地，参考图1-图3，测温元件14的数量为多个。测温电路3的数量为多个且与测温元件14一一对应连接。测温电路3也可以是为一个，通过一选通开关与全部的测温元件14相连。
多个测温元件14可以分布在不同位置处，如此，不同位置处的测温元件14能够检测不同位置处的温度，可以据此判断待测元件的温度是否达到均匀一致。
可选地，测温元件14均匀分布。如此，得到的待测元件的温度更加准确。当然，测温元件14也可以是非均匀分布的。这可以根据待测元件的形状灵活设计。
可选地，测温元件14的工作温度范围包括：[0℃,600℃]。该温度范围包含了绝大多数用于加热不燃烧装置的加热器(即待测元件)工作温度范围。
可选地，测温元件14包括：热电阻、热电偶、热敏电阻中的任一项。这些测温元件14均适于制作在加热腔1的内部空间里。
可选地，保温层11的材料包括：硅酸盐类材料、聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、气凝胶毡、玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩、以及微纳隔热材料中的至少一项。
可选地，参考图1-图3，导热层13的内表面呈两端开口的柱面状，加热元件12在导热层13外表面均匀分布。当然，导热层13也可以是呈两端封闭的柱面状。
可选地，电阻温度系数测量装置还包括处理电路5，处理电路5分别连接加热电路2、测温电路3和电阻测量电路4；处理电路5用于：控制加热电路2对待测元件加热、根据测温电路3的输出确定待测元件的实时温度、根据电阻测量电路的输出确定待测元件的实时电阻、以及根据待测元件的实时温度与对应的实时电阻确定待测元件的电阻温度系数。
处理电路5例如包括微控制单元(MCU)，执行数据处理以及控制的任务，可实现电阻温度系数的自动测量。
可选地，当测温元件14的数量为多个时，根据测温电路3的输出确定待测元件的实时温度，包括：当由各个测温电路3的输出所确定的待测元件的温度之间的最大差值小于设定阈值时，将由各个待测电路的输出所确定的待测元件的温度的平均值作为待测元件的实时温度。
换言之，当根据多个测温元件14得到的温度值相差不大时，表明待测元件的温度分布较为均匀，此时确定的待测元件的电阻值与温度值都是较为准确的。如此，提高了电阻温度系数测量的精确度。
可选地，上述设定阈值记为Ta，满足：0.2℃≤Ta≤2℃。对于温度变化幅度在数百摄氏度数量级的情况，根据不同测温元件14得到的温度差异在2℃以内时，基本可以认定待测元件的温度达到均匀一致。如将该设定阈值设定的过小，则实际测量过程中很难达到。
可选地，参考图4，处理电路5具体按照如下步骤计算电阻温度系数。
步骤S1、确定待测元件的多个温度值以及对应的电阻值。
步骤S2、以温度为横坐标，以电阻为纵坐标建立直角坐标系，以所确定的温度值及对应的电阻值作为实测数据点，利用最小二乘法拟合得到拟合直线。
步骤S3、按照公式TCR＝k/R0计算待测元件的电阻温度系数TCR，其中k为拟合直线的斜率，R0为实测数据点中最低温度对应的电阻值。
在待测元件逐渐升温的过程中，处理电路5能够确定多个数据点。收到测量精度、准度以及待测元件本身性质的影响，如采用任意两个数据点计算待测元件的电阻温度系数，得到的电阻温度系数显然不是一个定值。工程上通常假定在一定温度范围内，电阻温度系数为一定值。需要确定这个近似的定值，使得其在这个温度范围内误差最小。
根据电阻温度系数的定义：TCR＝(R-R0)/[R0*(T-T0)],R为实时电阻，R0为初始电阻(也就是选取的最低温度对应的电阻)，T为实时温度，T0为初始温度(也就是选取的最低温度)。进而可以得到一直线方程：R＝R0*T*TCR+(R0-T0*R0*TCR)。如利用最小二乘法拟合出与实测数据点误差最小的第一直线，第一直线的斜率k＝R0*TCR，从而可以得到TCR＝k/R0。
以上计算是对电阻温度系数的估算，R0也可以是表示基准电阻值，即20℃时待测元件的电阻值。
处理电路5采用上述计算方法计算得到的待测元件的温度系数，误差相对较小，更接近实际的情况。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
本申请的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变形而不脱离本申请的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本申请权利要求及其等同技术的范围，则本申请的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (11)
1.一种电阻温度系数测量装置，其特征在于，包括加热腔，所述加热腔包括保温层、位于所述保温层内侧的加热元件、位于所述加热元件内侧的测温元件，所述加热元件和所述测温元件二者的电极均引出至所述加热腔外，所述电阻温度系数测量装置还包括位于所述加热腔外的加热电路、测温电路和电阻测量电路，所述加热电路连接所述加热元件，所述测温电路连接所述测温元件；
所述加热腔还包括：贯穿所述加热腔的腔壁的电阻测量电极或者贯穿所述加热腔的腔壁的插孔，其中，所述电阻测量电极位于所述加热腔外的部分连接所述电阻测量电路，所述电阻测量电极位于所述加热腔内的部分用于连接待测元件。
2.根据权利要求1所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述加热腔还包括位于所述加热元件内侧的导热层，所述测温元件位于所述导热层内侧。
3.根据权利要求1所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述测温元件的数量为多个。
4.根据权利要求3所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述测温元件均匀分布。
5.根据权利要求3所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述测温元件的工作温度范围包括：[0℃,600℃]。
6.根据权利要求3所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述测温元件包括：热电阻、热电偶、热敏电阻中的任一项。
7.根据权利要求1所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述保温层的材料包括：硅酸盐类材料、聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、气凝胶毡、玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩、以及微纳隔热材料中的至少一项。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述电阻温度系数测量装置还包括处理电路，所述处理电路分别连接所述加热电路、所述测温电路和所述电阻测量电路；所述处理电路用于：控制所述加热电路对所述待测元件加热、根据所述测温电路的输出确定待测元件的实时温度、根据电阻测量电路的输出确定所述待测元件的实时电阻、以及根据所述待测元件的实时温度与对应的实时电阻确定所述待测元件的电阻温度系数。
9.根据权利要求8所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，当所述测温元件的数量为多个时，根据所述测温电路的输出确定待测元件的实时温度，包括：当由各个测温电路的输出所确定的待测元件的温度之间的最大差值小于设定阈值时，将由各个待测电路的输出所确定的待测元件的温度的平均值作为所述待测元件的实时温度。
10.根据权利要求9所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述设定阈值记为Ta，满足：0.2℃≤Ta≤2℃。
11.根据权利要求8所述的电阻温度系数测量装置，其特征在于，所述处理电路具体用于：
确定待测元件的多个温度值以及对应的电阻值；
以温度为横坐标，以电阻为纵坐标建立直角坐标系，以所确定的温度值及对应的电阻值作为实测数据点，利用最小二乘法拟合得到拟合直线；
按照公式TCR＝k/R0计算待测元件的电阻温度系数TCR，其中k为拟合直线的斜率，R0为实测数据点中最低温度对应的电阻值或基准电阻值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010383183.5A CN112379168A (zh) | 2020-05-08 | 2020-05-08 | 电阻温度系数测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010383183.5A CN112379168A (zh) | 2020-05-08 | 2020-05-08 | 电阻温度系数测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112379168A true CN112379168A (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=74586374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010383183.5A Pending CN112379168A (zh) | 2020-05-08 | 2020-05-08 | 电阻温度系数测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112379168A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113100502A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-13 | 四川三联新材料有限公司 | 一种精准控制发热体温度的方法 |
-
2020
- 2020-05-08 CN CN202010383183.5A patent/CN112379168A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113100502A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-13 | 四川三联新材料有限公司 | 一种精准控制发热体温度的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102630649B1 (ko) | 비-침습적 열 조사를 위한 장치, 시스템들 및 방법들 | |
| CN110296773B (zh) | 利用干体温度校验仪校准短支温度测量设备的方法 | |
| US5833365A (en) | Method for local temperature sensing for use in performing high resolution in-situ parameter measurements | |
| CN204389067U (zh) | 一种浅式微型温度校验炉 | |
| CN104749214B (zh) | 一种基于瞬态平面热源法测量液体导热系数的恒温热浴装置 | |
| CN113049629A (zh) | 热扩散性能量测系统与方法 | |
| CN112379168A (zh) | 电阻温度系数测量装置 | |
| CN108051473A (zh) | 基于探针间距校正的热脉冲-时域反射测量方法及装置 | |
| CN212341318U (zh) | 电阻温度系数测量装置 | |
| CN111474204B (zh) | 一种打孔法测试圆柱形样品导热系数的方法 | |
| CN107102206A (zh) | 一种电阻温度系数测量装置及方法 | |
| CN109596890A (zh) | 一种电阻温度系数测试仪 | |
| Zaporozhets et al. | Information Measurement System for Thermal Conductivity Studying | |
| CN204043811U (zh) | 一种导热系数仪标准测温板 | |
| Buonanno et al. | Direct and indirect measurement of WBGT index in transversal flow | |
| KR102257190B1 (ko) | 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법 | |
| Stepanić et al. | An in situ temperature calibration of a guarded hot plate apparatus | |
| CN208653673U (zh) | 短支热电偶温度校验炉 | |
| Sparrow et al. | Novel techniques for measurement of thermal conductivity of both highly and lowly conducting solid media | |
| RU2752398C1 (ru) | Способ совокупного измерения теплопроводности разнородных твердых материалов и устройство для его осуществления | |
| CN103861676A (zh) | 超薄型精密温控加热台 | |
| CN108828003A (zh) | 一种固体材料接触热阻测量装置及测量方法 | |
| Rosso et al. | Development of a heat-pipe-based hot plate for surface-temperature measurements | |
| RU2703720C1 (ru) | Способ определения температурного коэффициента сопротивления тонких проводящих пленок с использованием четырехзондового метода измерений | |
| CN107024501A (zh) | 冷媒保温管尺寸稳定性能测试设备及其使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |