CN117545992A - 测量系统和保持器 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于测量测试体的温度的测量系统，其中至少两个彼此分离的、适合于热传导的线路从测试体导出并在距所述测试体的一定距离处汇集成线束，以及其中温度传感器借助于保持器通过夹紧作用固定在所述线束上。优选地，保持器具有带有内侧和外侧的保持器基座以及与所述保持器基座连接的弹簧夹，其中在保持器基座的内侧上布置有用于容纳温度传感器的凹部，以及其中两个所述弹簧夹相对于保持器基座彼此相对地布置，并且适合于产生朝向保持器基座的内侧的夹紧力。

Description

测量系统和保持器

技术领域

本申请涉及一种用于测量温度的测量系统，并且涉及一种保持器。

背景技术

温度检测或温度测量在各种技术系统中都是重要的。这特别是也适用于电动机，例如用于电动汽车应用的电动机。

用于温度测量的方案例如从WO 00/2019115224A1或US10/436,648B2已知。

发明内容

本发明的任务是提供一种改进上述方案的用于测量温度的方法。进一步的任务通过本发明的有利实施来解决。

根据第一方面，提供了一种用于测量测试体的温度的测量系统，其中至少两个彼此分离的、适合于热传导的线路从测试体导出并在距所述测试体的一定距离处汇集成线束。此外，温度传感器借助于保持器通过夹紧作用固定在所述线束上。

在根据第一方面的测量系统中，适合于热传导的线路是优选的，即具有良好热传导的线路。作为良好的热传导，例如可以考虑金属的热传导。因此，线路优选地具有金属部件或者由金属组成。例如，线路可以具有包括金属部件并用绝缘体包裹的芯。该包裹物可以是热绝缘体或电绝缘体。作为金属部件优选铜、银、铝或金。替代地，具有高比例的这些金属的合金是优选的，其中高比例对应于这些金属的至少50％的比例。还更优选地，芯或整个线路由上述金属之一组成。例如可以是铜线路。

线路从测试体导出并在距测试体的一定距离处汇集成线束。因此，温度测量是在线束上进行的，而不是直接在测试体上进行的。这使得可以对无法直接安装传感器的测试体部位进行温度测量。如果线路可以安装在测试体上就足够了。

距测试体的距离可以理解为至少一条线路不直接在其在测试体上的起始点处与线束中的另一条线路或多条线路汇集。在此情况下线路是否已经直接捆扎在测试体上并不重要。在此情况下线束优选地可以理解为：它是线路的以下捆扎区域，在该捆扎区域上还进行温度测量，即，保持器和温度传感器搁置在该捆扎区域上。

优选地，沿着线路的走向测量的在线路的原点与线束之间的距离为1至100cm。

在此情况下，线束可以称为将进行实际温度测量的测量体，即搁置温度传感器的测量体。相反，测试体是应当使用测量系统检测其温度的本体。

在距测试体的该距离处，至少两条线路捆扎成线束。优选地，线束区域中的线路基本上平行并且彼此直接接触。在线束之外，线路可以以未捆扎形式存在。

在线束内，如果线路具有绝缘体，则优选至少部分地去掉线路的绝缘体。这样做的优点是可以直接在导热金属部件上进行温度测量。

这里使用的温度传感器原则上是任何温度传感器。该温度传感器特别优选地适合于在-55℃和300℃之间的温度范围内，或者还更优选地在-40℃和200℃之间的温度范围内精确检测温度。特别地，NTC传感器优选作为温度传感器。

温度传感器通过夹紧作用固定在线束上。优选地，温度传感器夹到线束上。为此，保持器优选地围绕线束夹紧。因此，温度传感器不插入到至少两条彼此分离的线路之间。任何合适的保持设备都可以用作保持器。优选使用夹紧保持器或夹具。还更优选地，使用下面描述的保持器或夹具。

此外，保持器或夹具还可以适合于将电缆保持在一起作为线束。但这并不是必需的，并且可以通过其他措施来实现。

根据优选的方面，所述测量系统被设计为使得所有线路固定在测试体的不同点上。

换句话说，所有线路可以源自测试体的不同点。这特别是具有以下优点，即可以通过温度传感器测量至少两个不同点的平均温度。

如果使用多于两条彼此分离的线路，则测试体的温度的平均值可以变得更加精确或准确。

特别是在第一方面和优选方面的组合中，可以实现还更好的发明优点，因为由此可以检测测试体的许多测量点的平均温度，而不必在测试体上直接安装多个温度传感器，这些温度传感器与线路相比体积庞大。

根据另一优选的方面，通过捆扎装置在线束的区域中汇集线路。另外，根据该优选方面，通过保持器将温度传感器夹持或按压到所述捆扎装置上。

此外，优选的是，所述捆扎装置是与所述保持器分开的部分。

因此，根据该方面，优选在捆扎装置处测量温度。因此，根据上面给出的定义，这里可以将捆扎装置称为测量体。为了测量温度，捆扎装置优选具有表面，能够用所述保持器将所述温度传感器按压到所述表面上。

捆扎装置优选具有良好的导热性。此外，捆扎装置优选是机械稳定的。捆扎装置优选为金属捆扎装置。许多金属既具有高导热性又具有足够的机械稳定性。例如，捆扎装置包含铁、钢、不锈钢、铜、铝或包含这些材料的合金。捆扎装置可以由这些材料制成。在这些材料中，特别优选钢或不锈钢，因为相比之下钢或不锈钢特别机械稳定并且具有足够好的导热性。在一些实施方式中，捆扎装置也可以涂层地存在。

例如，可以至少部分地去掉捆扎装置的区域中的线路的绝缘体，因为这些线路除了导热材料之外还具有绝缘体。

例如，捆扎装置可以是压接件。

另外，捆扎装置更优选为热压接件。

热压接件的优点在于，在安装压接件的过程中(即在压接时)，可能的绝缘体可以通过温度自动被去掉。

此外，热压接件可以优选具有带有光滑表面的椭圆形形状。该光滑表面特别好地适合于将温度传感器夹紧到该光滑表面上。例如如下所述的合适的保持器可以特别有效地安装到椭圆形形状上。

根据另一优选的方面，线路可以是电线路。线路可以优选地是到测试体的电流引线或用作这样的电流引线。

在此情况下，作为引线包括任何承载电流或可以传导电流的线路。因此，引线例如也可以接地。

根据测量系统的另一方面，测试体可以是电动机。

电动机特别适合于上述测量方法或测量系统，因为常见的电机通常具有许多无法用于温度测量的部位。

此外，准确且平均的温度测量对于现代电动机非常重要，例如在电动汽车领域。

根据本发明的另一方面，描述了一种保持器。

在此情况下，本发明主要针对保持器，但也结合可容纳到该保持器中的温度传感器以及测量体来描述本发明，其中在所述测量体上可以安装所述保持器。在此情况下，应独立于根据本发明的其他组件来观察保持器。然而，本发明还包括其中保持器与测量体和/或传感器安装在一起的任何所描述的布置。此外，本发明还包括这些组件的整体，其中这些组件可以并排地存在于整体中而不需要安装在一起。

下面描述的保持器特别好地适合于根据先前描述的测量系统。

因此，描述了一种保持器，其具有带有内侧和外侧的保持器基座以及与所述保持器基座连接的弹簧夹。在此情况下，在保持器基座的内侧上布置有用于容纳温度传感器的凹部。另外，两个所述弹簧夹相对于保持器基座彼此相对地布置。弹簧夹适合于产生朝向保持器基座的内侧的夹紧力。

在此情况下，内侧优选地是在测量系统或测量装置中面向测量体的侧面。因此，外侧优选地是背离该测量体的侧面。

凹部在保持器基座中布置在保持器基座的内侧上，使得待插入保持器的传感器可以直接放置在位于内侧的测量体(例如热压接件)上，而无需将保持器的部件布置在传感器和测量体之间。温度传感器优选地通过接触面搁置在测量体上。该接触面特别适合于建立导热接触。优选地，该接触面背离保持器基座的内侧。

因此可以在测量体和传感器之间提供良好的热传导，并且可以避免传感器的复杂形状。特别地，可以避免必须形成从传感器主体突出的区域，这些区域必须通过保持器或从保持器的组件旁经过地与测量体热接触。

相对于保持器基座彼此相对的两个弹簧夹形成一对。通过两个弹簧夹的对应布置，两个弹簧夹可以从两个相对侧(即相互之间)夹紧测量体，例如热压接件。由此可以从两侧对称地进行力作用。这还允许夹紧力的一部分作用于保持器基座的内侧方向。从而可以将待插入凹部中的温度传感器按压到测量体上。

通过朝向保持器基座内侧方向的夹紧力，可以将传感器压入凹部中，而不需要在保持器中存在温度传感器的另外的保持器、固定装置或夹具。

为此，夹紧力的一部分也可以从一个弹簧夹朝着另一弹簧夹的方向作用，并且因此将测量体夹在两个夹具之间。

根据保持器的优选方面，凹部包括止挡件，所述止挡件能够阻止待插入所述凹部中的温度传感器从所述凹部中移出。

在此情况下优选的是，待插入的温度传感器搁置在所述止挡件上。

从凹部的中心垂直于止挡件的方向可以称为待插入温度传感器的插入方向。因此，待插入温度传感器优选地沿插入方向插入。

优选地，止挡件阻止温度传感器沿插入方向从凹部移出。

此外，优选的是，待插入传感器在另外的侧面上受到限制，例如通过弹簧夹或通过保持器基座的侧壁来限制，所述弹簧夹从所述保持器基座的侧壁开始如上所述地延伸。

根据另一优选方面，所述保持器包括夹紧凸片，所述夹紧凸片被设置为且适合于将待插入温度传感器固定在所述凹部中。

从而温度传感器可以保持或固定在凹部中，而不必将具有传感器的保持器按压到测量体上。

优选地，所述夹紧凸片从所述保持器基座的内部区域延伸。

优选地，所述夹紧凸片沿着所述凹部的一侧延伸。优选地，所述夹紧凸片从所述保持器基座的内部区域沿着平行于从外侧向内侧的方向定义的方向延伸。夹紧凸片优选地不布置在布置有止挡件的侧上。还更优选地，夹紧凸片布置成平行于插入方向，并且夹紧凸片的夹紧作用垂直于插入方向作用。优选地，夹紧凸片将待插入凹部中的传感器夹紧在凹部的与夹紧凸片相对的侧壁上。

一部分力也可以朝着传感器底座的内侧的方向作用。然而，在此情况下重要的是，夹紧凸片不延伸到传感器的接触面上。例如，在传感器具有部分圆形或部分椭圆形的形状的情况下，夹紧凸片可以部分地包围传感器而不延伸到接触面上。因此，一般而言，夹紧凸片优选地具有与待插入凹部中的传感器至少部分匹配的形状。由此，夹紧凸片可以至少部分形状配合地包围传感器。

替代地或附加地，夹紧凸片可以用接合区域接合到传感器中的匹配的凹部或凹口中，以改进传感器的固定。

此外，第二夹紧凸片可以附加地布置在凹部的与先前描述的夹紧凸片相对的一侧上。以这种方式形成的这对夹紧凸片可以导致传感器的对称的夹紧力负荷。从而可以实现还更稳定的固定。

优选地，保持器可以一件式地制成。这样做的优点是可以避免组装而成的组件的连接部位处的弱点。

由此保持器在其所有区域中都可以由相同的材料制成。

特别地，这与前述方面一起具有以下优点：保持器由相同的柔性材料形成，由此既可以为弹簧夹又可以为一个或多个夹紧凸片提供所需的柔性和夹紧力。

根据另一优选的方面，保持器可以被制造为冲压弯曲部件。这样做的优点是可以实现特别简单的制造。因此，这种保持器优选由金属板制成。所述金属板可以优选包含钢、不锈钢、铜或铝。所述金属板也可以由这些材料或具有这些材料的合金制成。可以对金属板进行涂层。

替代地，保持器可以由塑料组成或由塑料制成。从而保持器可以特别轻。这可以有助于电缆束的电缆的走向不受保持器重量的影响。

合适的塑料可以选自聚酰胺(例如聚酰胺66)、聚丙烯、聚邻苯二甲酰胺、聚苯硫醚或聚氨酯。原则上，塑料保持器的可应用性取决于应用温度。塑料的选择也可以适配于应用温度。

根据另一方面，凹部包括开口，所述开口允许电线路被引导至所述开口中。

这些电线路优选地是待插入到凹部中的温度传感器的电引线接触部或电导出线接触部。

所述开口可以优选地布置在与止挡件相对的一侧上。在此情况下，从开口侧到止挡件侧的方向可以优选地对应于插入方向。在保持器的紧邻的环境中，电线路也可以大致在插入方向上延伸。优选地，线路的插入方向以及因此局部引导方向垂直于电缆束中的线路定向。从而传感器线路可以尽可能有效地从线束分出。由此可以避免线路的急剧弯折以分出。

根据另一方面，凹部被成形为使得温度传感器能够至少部分形状配合地插入到凹部中。

至少部分形状配合在此情况下可以意味着，例如不是与测量体接触的一侧在其形状方面与凹部匹配。在此情况下，凹部不必复制温度传感器或温度传感器的一侧的每个形状特征。然而，在此情况下形状配合意味着温度传感器的形状至少尽可能像负片对正片那样，该负片最小化了凹部中温度传感器的晃动。

根据另一方面，保持器包括两个另外的弹簧夹，所述两个另外的弹簧夹相对于保持器基座彼此相对地布置并且适合于产生朝向保持器基座的内侧的夹紧力。

根据该方面，保持器包括四个弹簧夹。这四个弹簧夹分别形成两个相对弹簧夹的配对，每个配对可以被视为弹簧夹对。

第二弹簧夹对可以具有与第一弹簧夹对相似的特性。

总共四个弹簧夹一起优选地相对于保持器基座对称地布置。这使得可以将温度传感器稳定地四点固定或四点夹紧到测量体上。

根据保持器的另一优选方面，弹簧夹适合于至少部分地包围椭圆形成形的测量体，以产生夹紧作用并导致固定在测量体上，其中弹簧夹很大程度上形状配合但尺寸偏小地搁置在测量体上。

许多可能的应当测量温度的测量体具有或多或少的椭圆形形状。特别地，常见的热压接件具有椭圆形形状。

这里，特别是对于椭圆形形状，形状配合意味着弹簧夹的一部分至少部分地复制该形状。在此情况下，该形状尺寸偏小，这意味着在无应力的状态下，该形状可能与测量体形状相比减小，或者例如，以太小的开口角度或太小的半径模仿椭圆形状。通过夹紧，尺寸偏小的形状会膨胀，由此可以产生夹紧作用作为膨胀的反作用力。

根据另一优选的方面，选择弹簧夹的材料，使得所述弹簧夹在100℃至200℃的温度负荷下具有弹簧弹性。

为此上述材料特别适合。

通过该特性，保持器特别好地适合在电动车辆的电动机上使用，因为保持器在那里占主导的温度范围内具有弹簧弹性。

还更优选地，弹簧夹在发动机启动条件下(即-20℃至50℃的温度范围)也是具有弹簧弹性的。

优选地，夹紧凸片也满足类似的要求。

下面使用示例性实施更详细地描述本发明。这些示例性实施在下面的图中示出，这些图没有严格按比例绘制。因此，无法从图中获取长度以及相对和绝对维度尺寸。此外，本发明也不限于以下图示。

附图说明

图1示出了保持器的实施例的透视图。

图2示出了保持器的实施例的内侧的视图。

图3示出了保持器的实施例的侧视图。

图4示出了保持器的实施例的另一侧视图。

图5示出了测量装置的实施例的透视图。

图6示出了测量系统的实施例的示意草图。

具体实施方式

在图1至图4中以不同的视图分别示出了根据本发明的保持器1的第一实施例。针对保持器1分别示出了坐标系x、y、z，该坐标系可以被视为保持器1的内部坐标系。

如从图1至图4的所有图中可以看出，保持器1具有保持器基座11。包括弹簧夹14的另外的组件从保持器基座11延伸出去。

特别地，保持器基座11具有内侧12和外侧13。特别是在图2的视图中可以识别出内侧12。

从内侧12到外侧13的方向对应于保持器1旁边所示的坐标系的z方向。

此外，保持器基座具有凹部15。凹部15适合于温度传感器至少部分地以形状配合的方式插入凹部15中。

凹部15具有止挡件16。与止挡件16相对，在凹部15上布置有开口18。从开口18到止挡件16的方向对应于坐标系的x方向。

此外，凹部15具有沿着x方向定向的另外的侧壁。这些另外的侧壁垂直于y方向限制凹部15。

夹紧凸片17形成在侧壁之一中。该夹紧凸片适合于固定待插入的温度传感器，其方式是将所述温度传感器通过夹紧作用压靠在凹部15的相对侧壁上或压靠在内侧12上。优选地，温度传感器在这两个方向上压靠在凹部15上。夹紧凸片17在制造期间优选地从侧壁加工而成。

x方向在此情况下对应于待插入保持器1中的温度传感器的插入方向，其中止挡件16防止保持器1在插入方向上从凹部15移出或滑出。为此，止挡件16的平坦部分优选地垂直于温度传感器的插入方向(这里是x方向)定向。换句话说，止挡件16的平坦部分的表面法线与x方向相反地定向。

总共四个弹簧夹14从保持器基座15延伸出去，其中这些弹簧夹按照以下方式延伸，即，在凹部15的侧壁上安装腹板19，弹簧夹14垂直于腹板走向地布置在腹板19上。从而可以将在x方向上分别彼此相对并且布置在腹板19的两端的弹簧夹14定义为弹簧夹对。

替代地，也可以只有两个弹簧夹(未示出)在x方向上彼此面对，优选地，其方式是在y方向上相邻的弹簧夹14之间的自由空间由连接弹簧夹的材料填充。

弹簧夹14的夹紧作用优选地垂直于夹紧凸片17的夹紧作用地定向。特别地，插入方向(x方向)平行于弹簧夹14的夹紧作用。这使得温度传感器能够垂直于测量体的走向插入。

通过将弹簧夹14分别从腹板19延伸出去并且夹紧作用平行于插入方向地定向，由弹簧夹产生的或在测量系统中作用到弹簧夹上的应力或力可以不传递到保持器基座。从而可以防止保持器基座在负荷下平行于y方向向上弯曲。

图1至图4中所示的保持器可以被制成冲压弯曲部件或者由塑料组成。从而保持器优选地一件式地制成。

图5示出了测量装置30。该测量装置30可以例如是如图6中所示的测量系统的一部分。

图6中所示的测量系统示出了示意性地示出的测试体100，线路101从测试体100延伸出去。例如，测试体100可以代表电动机。线路101从测试体100的不同点出发，并且适合于将热从测试体传导到测量装置30，以便能够在测量装置30内进行温度测量。

图5中的测量装置30包括线束3，如图6中示意性地示出的至少两条彼此独立的线路101在线束3中引导(图5中的线路未明确示出)。在线束3上或者也作为线束3的一部分，将热压接件4安装在作为捆扎装置的线束3上。热压接件4可以至少部分地去掉线束中的线路的绝缘体，使得线路与热压接件之间存在良好的温度线路接触。热压接件4也优选由金属制成，所述金属也具有良好的导热性。

借助于前面图中所示的保持器1将温度传感器2夹紧到热压接件4上。因此，线束连同热压接件一起在这里是测量体。在此情况下，温度传感器2的具有温敏元件或者以导热方式与温敏元件连接的一侧搁置在热压接件4的表面上。

所示的保持器1特别适合于测量系统，因为该保持器可以使温度传感器2与热压接件4直接接触，而在温度传感器2的接触面与热压接件4上的对应接触面之间不存在保持器1的部分。

线路21在很大程度上垂直于线束3中的线路的引导方向的方向上从温度传感器2分出。

捆扎在线束3中的线路与测试体连接，所述测试体例如是电动机。经由例如具有至少部分地由热压接件4暴露的金属芯的线路，热从测试体传导到测量体(热压接件4)，在所述测量体上发生温度降低。

可以看出，保持器基座11的凹部15以与温度传感器2形状配合或很大程度上形状配合的方式成形，由此可以防止晃动。

此外，止挡件16防止温度传感器2在插入方向上滑出。

此外，温度传感器2通过夹紧凸片17固定在凹部15中，其中夹紧凸片17对温度传感器2的侧面至少产生接触压力，其中将温度传感器2压靠在凹部15的与夹紧凸片17相对的侧上或压靠在内侧12上。替代地，另外的夹紧凸片17可以形成在相对侧上(未示出)。

弹簧夹14至少部分形状配合地适配于热压接件4的椭圆形形状。在此情况下，弹簧夹14的尺寸偏小，也就是说，弹簧夹在非张紧状态下的开口角度或半径例如小于热压接件4的侧面的圆度。通过夹紧，产生了应力，通过该应力产生保持器的夹紧作用。

该夹紧作用导致温度传感器被按压在热压接件上。

附图标记列表

1保持器

2温度传感器

3线束

4热压接件

11保持器基座

12内侧

13外侧

14弹簧夹

15凹部

16止挡件

17夹紧凸片

18开口

19腹板

21传感器线路

30测量装置

100测试体

101线路

Claims (14)

1.一种用于测量测试体(100)的温度的测量系统，其中至少两条彼此分离的适合于热传导的线路(101)从测试体(100)导出并在距所述测试体(100)的一定距离处汇集成线束(3)，以及其中温度传感器(2)借助于保持器(1)通过夹紧作用固定在所述线束(3)上。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中所有线路(101)固定在所述测试体(100)的不同点上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中通过捆扎装置在所述线束(3)的区域中汇集所述线路(101)，以及通过所述保持器(1)将所述温度传感器(2)按压到所述捆扎装置上。

4.根据前一权利要求所述的测量系统，其中所述捆扎装置是热压接件(4)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中所述线路用作向所述测试体(100)提供电流的引线。

6.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中，所述测试体(100)是电动机。

7.一种保持器(1)，具有带有内侧(12)和外侧(13)的保持器基座(11)以及与所述保持器基座连接的弹簧夹(14)，其中在所述保持器基座(11)的内侧(12)上布置有用于容纳温度传感器(2)的凹部(15)，以及其中两个所述弹簧夹(14)相对于所述保持器基座(11)彼此相对地布置，并且适合于产生朝向所述保持器基座(11)的内侧(12)的夹紧力。

8.根据前一权利要求所述的保持器(1)，其中所述凹部(15)包括止挡件(16)，以阻止待插入所述凹部(15)中的温度传感器(2)从所述凹部(15)中移出。

9.根据权利要求7或8所述的保持器(1)，其中夹紧凸片(17)被设置为以及适用于将待插入的温度传感器(2)固定在所述凹部(15)中。

10.根据权利要求8所述的保持器(1)，其中所述凹部(15)包括开口(18)，所述开口允许电线路(21)被引导到所述凹部(15)中。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的保持器(1)，其中所述凹部(15)成形为使得待插入的温度传感器(2)能够至少部分形状配合地插入到所述凹部(15)中。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的保持器(1)，其中另外两个弹簧夹(14)相对于所述保持器基座(11)彼此相对地布置，并且适合于产生朝向所述保持器基座(11)的内侧(12)的夹紧力。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的保持器(1)，其中所述弹簧夹(14)适合于至少部分地包围椭圆形成形的测量体，以产生夹紧作用并因此导致在所述测量体上的固定，其中所述弹簧夹很大程度上形状配合但尺寸偏小地搁置在所述测量体上。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的保持器(1)，其中所述弹簧夹(14)的材料在100℃至200℃的温度负荷下具有弹簧弹性。