CN220288819U - 一种带有恒温参比端的热电偶 - Google Patents

Abstract

一种带有恒温参比端的热电偶，包括第一金属丝、第二金属丝和恒温装置,所述第一金属丝和第二金属丝组合形成热电偶，第一金属丝和第二金属丝一端相连组成测量端，第一金属丝和第二金属丝的另一端为参比端，第一金属丝和第二金属丝的参比端位于恒温装置内。本实用新型的优点在于：1、通过隔热层以及恒温加热的电路，制作恒温控制环境，将参比点置于恒温控制环境内，提高热电偶的测量精度；2、参比点温度控制在自然环境或者设备内部一般不能达到的温度点，从而减少自然环境或者热源的干扰；3、恒温装置及其内部电路体积相比冰水混合物小巧且容易携带，制作成本低，可以集成为一个模块甚至集成在一颗芯片内，便于携带。

Description

一种带有恒温参比端的热电偶

技术领域

本实用新型涉及热电偶技术领域，特别是涉及一种带有恒温参比端的热电偶。

背景技术

热电偶是将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接合点的温度不同时，回路中将产生电动势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应，产生的电势、电流分别叫热电势、热电流。

热电偶温度计属于接触式温度测量仪表，是根据热电效应即塞贝克效应来测量温度的，是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端，另一端称参比端，若测量端和参比端所处温度t和t0不同,则在导体A、B之间就产生一热电势EAB(t，t0)，EAB大小随导体A、B的材科和两端温度t和t0而变,这种回路称为原型热电偶。

如图1所示，现有技术中，将导体A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，而将参比端用导线接入显示仪表,并保持参比端接触点温度t0稳定，显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。

热电偶测试时，参比端的温度测试非常重要，要求参比端温度稳定，且能够准确测量，为了保证参比端t0温度稳定，现有技术一般有两种，一种是采用冰水混合物作为t0点，作为0摄氏度的参比温度；另外一种是采用一个温度传感器，检测参比端t0的温度，参比端t0可能是一个自然环境内的某个点的温度，或者某种设备内的某个点，该点的温度随设备内一些热源的干扰而变化。

方法一的冰水混合物在实验室可以获取，其体积较大，不容易移动，在一些工业应用场景，获取成本高，且体积大，不易实现。

方法二中参比端t0的温度不一定稳定，可能会随自然环境的改变而改变；或者受周围热源的影响而变化，而温度变化会影响温度传感器测量的准确性，进而导致参比端t0测试不准确。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种带有恒温参比端的热电偶，设置一个恒定温度的参比端，从而提高热电偶的测温精度。

一种带有恒温参比端的热电偶，包括第一金属丝、第二金属丝和恒温装置,所述第一金属丝和第二金属丝组合形成热电偶，第一金属丝和第二金属丝一端相连组成测量端，第一金属丝和第二金属丝的另一端为参比端，第一金属丝和第二金属丝的参比端位于恒温装置内。

优选的，所述恒温装置包括隔热层和恒温腔，所述恒温腔内设置有控制电路、加热丝和温度传感器，加热丝和温度传感器分别与控制电路电连接。

优选的，所述隔热层由壳体和保温层构成。

优选的，所述恒温腔内的温度大于室温。

优选的，所述第一金属丝、第二金属丝(的参比端集成在恒温装置内，测温端延伸至待测温处。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、通过隔热层以及恒温加热的电路，制作恒温控制环境，将参比点置于恒温控制环境内，提高热电偶的测量精度；2、参比点温度控制在自然环境或者设备内部一般不能达到的温度点，从而减少自然环境或者热源的干扰；3、恒温装置及其内部电路体积相比冰水混合物小巧且容易携带，制作成本低，可以集成为一个模块甚至集成在一颗芯片内，便于携带。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术热电偶工作原理图；

图2为本实用新型结构示意图。

附图标记如下：

1第一金属丝，2第二金属丝，3隔热层，4恒温腔，5控制电路，6加热丝，7温度传感器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

参考图2，一种带有恒温参比端的热电偶，包括第一金属丝1、第二金属丝2和恒温装置,第一金属丝1和第二金属丝2组合形成热电偶，第一金属丝1和第二金属丝2一端相连组成测量端，第一金属丝1和第二金属丝2的另一端为参比端，第一金属丝1和第二金属丝2的参比端位于恒温装置内。

第一金属丝1、第二金属丝2采用常见热电偶材料，铜、铜镍组成T形热电偶，镍铬、镍硅组成K形热电偶,然后通过将参比端设置在恒温装置内，从而增加热电偶测量的准确度。

恒温装置包括隔热层3和恒温腔4，恒温腔4内设置有控制电路5、加热丝6和温度传感器7，加热丝6和温度传感器7分别与控制电路5电连接，控制电路5、加热丝6和温度传感器7用于保持恒温腔4内的温度稳定且恒定，控制电路5设置恒温腔4的恒定温度的目标值t0，当内部温度T低于t0时，控制电路5打开加热丝6，通过温度传感器7不断检测加热丝6温度Tt，当Tt大于t0时，停止加热(或者调小功率)，为了使得内部温度t逼近t0，这个控制过程，可以由PID算法实现，目标温度t0可以根据实际使用环境进行调整，控制电路5通过外部电源供电；

隔热层3由壳体和保温层构成，壳体上设有固定脚，方便固定在电路板上。

使用时，第一金属丝1和第二金属丝2的参比端通过导线引出，并与显示仪表或者上位机相连，第一金属丝1和第二金属丝2的测量端放在需要测量温度处，然后测量温度。

为了规避自然环境变化或者设备内部各种热源带来的干扰，恒温腔内温度t0通常大于自然环境的最高温度，或者大于设备内部各种热源可能导致的最高温度，这样恒温腔内温度就可以较为稳定的被控制在t0附近，从而实现参比点的恒定。

恒温装置及其内部电路体积小巧，所述第一金属丝1、第二金属丝2的参比端集成在恒温装置内成为一个模块，甚至可以集成在一个芯片内方便便于移动和集成。使用时，第一金属丝1、第二金属丝2延伸出的测量端放在待测温元器件或者芯片处，对该器件或芯片进行高精度的实时监控。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种带有恒温参比端的热电偶，其特征在于，包括第一金属丝(1)、第二金属丝(2)和恒温装置,所述第一金属丝(1)和第二金属丝(2)组合形成热电偶，第一金属丝(1)和第二金属丝(2)一端相连组成测量端，第一金属丝(1)和第二金属丝(2)的另一端为参比端，第一金属丝(1)和第二金属丝(2)的参比端位于恒温装置内。

2.根据权利要求1所述的一种带有恒温参比端的热电偶，其特征在于，所述恒温装置包括隔热层(3)和恒温腔(4)，所述恒温腔(4)内设置有控制电路(5)、加热丝(6)和温度传感器(7)，加热丝(6)和温度传感器(7)分别与控制电路(5)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种带有恒温参比端的热电偶，其特征在于，所述隔热层(3)由壳体和保温层构成。

4.根据权利要求2所述的一种带有恒温参比端的热电偶，其特征在于，所述恒温腔(4)内的温度大于室温。

5.根据权利要求1所述的一种带有恒温参比端的热电偶，其特征在于，所述第一金属丝(1)、第二金属丝(2)的参比端集成在恒温装置内，测温端延伸至待测温处。