具有基准温度确定的温度测量装置制造方法及图纸

公开了一种利用第一热电偶确定测量点处测量温度的测量设备。该测量设备包括：第一连接端子和第二连接端子，其用于连接所述第一热电偶；第一连接线和第二连接线，其将所述第一连接端子和所述第二连接端子与评估电子装置连接；辅助温度传感器，其被布置成离开所述连接端子并且被设计为记录辅助温度传感器地点处的辅助温度；以及评估电子装置，其被设计为确定所述测量点处的测量温度。在第二连接端子中与第二连接线连接的是附加连接线，由第二连接线的材料以外的材料组成。附加连接线与第二连接线一起形成第二热电偶，其同样连接至所述评估电子装置。第二热电偶提供第二测量电压，第二测量电压依赖于第二连接端子温度与辅助温度传感器地点处的辅助温度之间的第二温度差。评估电子装置被设计为基于第一热电偶提供的第一测量电压、第二热电偶提供的第二测量电压和辅助温度传感器记录的辅助温度确定所述测量点处的测量温度。

A temperature measuring device with a reference temperature

A measuring device using the first thermocouple to determine the measuring temperature at the measuring point is disclosed. The measuring device includes a first connection terminal and a second connection terminal, which are used to connect the first thermocouple, the first connection line and the second connection line, which connect the first connection terminal and the second connection terminal to the evaluation electronic device, and assist the temperature sensor, which is arranged to leave the connection terminal and the connection terminal. It is designed to record the auxiliary temperature at the location of the auxiliary temperature sensor, and to evaluate the electronic device, which is designed to determine the measuring temperature at the measuring point. The second connecting terminal is connected with the second connecting line, and is an additional connecting line, which is composed of materials other than the material of the second connecting wires. The additional connecting line is formed with the second connecting wires to form the second thermocouple, which is also connected to the evaluation electronic device. The second thermocouple provides a second measurement voltage, and the second measurement voltage depends on the second temperature difference between the temperature of the second connection terminal and the auxiliary temperature at the location of the auxiliary temperature sensor. The evaluation electronic device is designed to determine the measurement temperature at the measured point by the first measurement voltage provided by the first thermocouple, the second measurement voltage provided by the second thermocouple and the auxiliary temperature recorded by the auxiliary temperature sensor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基准温度确定的温度测量装置
本专利技术涉及利用热电偶确定测量点处的测量温度的测量设备，并且涉及用于确定测量点处的测量温度的温度测量装置。另外，本专利技术涉及用于确定测量点处的测量温度的方法。
技术介绍
在自动化技术中，通常应用现场装置，所述现场装置用于记录和/或影响过程变量。所述现场装置的示例是料位测量装置、质量流量测量装置、压力和温度测量装置等，所述装置作为传感器来记录对应的过程变量、料位、流动、压力和温度。在工业温度测量的情况下，热电偶在许多使用领域中应用。热电偶提供测量电压，在此基础上可以确定沿热电偶发生的温差。为了在该温度差的帮助下能够确定热电偶的顶端的测量温度，必须尽可能精确地知道热电偶的连接处的基准温度。越精确地知道基准温度，越可以精确地确定测量温度。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供温度测量装置和用于温度测量的方法，所述温度测量装置和方法能够以较少的额外工作更精确地确定热电偶的基准温度。该目的通过如权利要求1、7和18中所阐述的特征来实现。从属权利要求中阐述了本专利技术的有利的进一步发展。利用对应于本专利技术实施例形式的第一热电偶确定测量点处的测量温度的测量设备包括：第一连接端子和第二连接端子，所述第一连接端子和所述第二连接端子用于连接第一热电偶；第一连接线和第二连接线，所述第一连接线和所述第二连接线将所述第一连接端子和所述第二连接端子与评估电子装置连接；辅助温度传感器，所述辅助温度传感器被布置成离开连接端子并且被设计为记录辅助温度传感器的地点处的辅助温度；以及评估电子装置，所述评估电子装置被设计为确定测量点处的测量温度。在第二连接端子处与第二连接线连接的是附加连接线，形成所述附加连接线的材料不同于第二连接线的材料。所述附加连接线与第二连接线一起形成第二热电偶，所述第二热电偶同样连接至评估电子装置。第二热电偶提供第二测量电压，所述第二测量电压依赖于第二连接端子的温度与辅助温度传感器的地点处的辅助温度之间的第二温度差。所述评估电子装置被设计为基于由第一热电偶提供的第一测量电压、由第二热电偶提供的第二测量电压和由辅助温度传感器记录的辅助温度，确定测量点处的测量温度。对于借助于热电偶进行的温度测量的精确度，重要的是以可能的最佳精确度确定热电偶的连接位置或连接端子处的基准温度。为此，在许多情况下，提供分开的辅助温度传感器。然而，辅助温度传感器通常布置成稍许从连接端子离开，以使得由辅助温度传感器确定的辅助温度不完全对应于连接端子的温度。因此，存在辅助温度传感器测量的辅助温度与连接端子的温度之间的第二温度差。为了记录该温度差并且能够以高精确度确定连接端子处起支配作用的基准温度，应用了第二热电偶。通过将附加连接线连接至第二连接端子的第二连接线来形成该第二热电偶，形成所述第二热电偶的材料不同于第二连接线的材料。该第二热电偶记录由辅助温度传感器记录的辅助温度与连接端子处的温度之间的第二温度差。以此方式，可以以高精确度确定连接端子处起支配作用的基准温度。基于比先前已知的基准温度更精确的基准温度，然后可以利用第一热电偶以高精确度确定实际相关的测量温度。第二热电偶容许确定连接端子处的温度，只需要很少的额外构造性工作。仅需要的是，附加连接线与第二连接线连接。附图说明在下文中，现在将基于附图中所示出的实施例的示例更加详细地解释本专利技术。其中：图1是利用热电偶的温度测量的基础；图2是有关型号K的热电偶的传递特征线，所绘制的是测量的热电偶两端的电压，该电压随测量点与基准接合点之间的温度差变化；图3是现有技术温度测量装置；图4是具有第二热电偶的温度测量装置，所述第二热电偶使得可精确确定第一热电偶的基准温度；并且图5是图4中所示出的温度测量装置中的不同温度的说明。具体实施方式在工业测量
中，热电偶常常被应用于温度测量。图1示意性地示出借助于热电偶的温度测量的测量原理。热电偶100由第一导体101组成，所述第一导体101由例如第一合金的第一金属组成。该第一导体101从基准接合点102延伸至测量点103，将确定所述测量点103的温度Tmeas。平行于第一导体101从基准接合点102延伸至测量点103的是第二导体104。所述第二导体104由例如第二合金的第二金属组成，所述第二金属与第一金属或第一合金不同。为了热电偶100起作用，必不可少的是两个导体101、104属于不同的材料。两个导体101、104在接触位置105处彼此电连接。这可以例如通过锡焊、钎焊或焊接两个导体101、104的端部发声。接触位置105用作测量探针，并且承受测量点103的温度Tmeas。该温度Tmeas将借助于热电偶100来确定。两个导体101、104的远离接触位置105的端部106、107具有温度Tref，所述温度Tref在基准接合点102处起支配作用。因此，基准接合点102处的端部106、107具有温度Tref，而对比来说，接触位置105具有温度Tmeas。基准接合点102与测量点103之间的温度差Tdiff1＝(Tmeas–Tref)在图1中指出。热电偶100的功能依赖于塞贝克(Seebeck)效应。被称作塞贝克效应的是处于不同温度的两个导体位置之间发生热电压。由于塞贝克效应，沿由例如第一合金A的第一金属组成的第一导体101形成了塞贝克电压UA，所述塞贝克电压UA呈线性近似，其可以如下表达：UA＝SA·(Tmeas-Tref)其中SA表示塞贝克系数，该系数通常用单位微伏每开尔文表示。塞贝克系数SA将沿导体存在的温度差转换成导体两端发生的塞贝克电压UA。对于第二导体104，所述第二导体104由例如第二合金B的第二金属组成，以线性近似获得塞贝克电压UB：UB＝SB·(Tmeas-Tref)其中SB表示例如第二合金B的第二金属的塞贝克系数。第二导体104两端发生的塞贝克电压UB与第一导体101两端产生的塞贝克电压UA的极性相反。因此，两个导体101、104的端部106、107之间存在电压Utc(“tc”表示“热电偶”)。该电压Utc对应于例如合金的参与金属的热电压UA与UB之间的差异：Utc＝UB-UA＝(SB-SA)·(Tmeas-Tref)跨端部106、107的基准接合点102处可分接的电压Utc因此一方面依赖于塞贝克系数SA与SB之间的差异，且另一方面依赖于温度差(Tmeas-Tref)。然而，塞贝克系数SA和SB也具有特定温度依赖性。为了将塞贝克系数SA(T)和SB(T)的温度依赖性纳入考虑，可以借助于以下积分确定导体101、104上的电压Utc：温度差与热电压之间的关系因此并非完全是线性的。根据材料配对不同表现出或多或少显著标记的非线性特性。为了进行评估，测量两个导体101和104的端部106、107之间的热电压Utc。因此，在图1中，电压测量装置108连接在热电偶100的两个端部106与107之间。所测量的热电压Utc使得能够推断测量点103与基准接合点102之间的温度差Tdiff1＝(Tmeas-Tref)。基于该温度差，为了能够确定测量点103的期望温度Tmeas，补充地也必须知道基准接合点102的温度Tref。基准接合点102的该温度Tref通常借助于附加的温度传感器来确定，例如借助于电阻温度传感器或RTD(电阻温度装置)来确定。借助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用第一热电偶(100)确定测量点(103)处的测量温度的测量设备，其中所述测量设备包括：第一连接端子(300)和第二连接端子(400)，所述第一连接端子(300)和所述第二连接端子(400)用于连接所述第一热电偶(100)，第一连接线(302)和第二连接线(303)，所述第一连接线(302)和所述第二连接线(303)把所述第一连接端子(300)和所述第二连接端子(400)与评估电子装置(401)连接，辅助温度传感器(307)，所述辅助温度传感器(307)被布置成离开所述连接端子(300,400)并且被设计用来记录所述辅助温度传感器(307)的地点处的辅助温度，以及评估电子装置(401)，所述评估电子装置(401)被设计用于确定所述测量点(103)处的所述测量温度，其特征在于在所述第二连接端子(400)处与所述第二连接线(303)连接的是附加连接线(403)，形成所述附加连接线(403)的材料不同于所述第二连接线(303)的材料，其中所述附加连接线(403)与所述第二连接线(303)一起形成第二热电偶(405)，所述第二热电偶(405)同样连接至所述评估电子装置(401)，其中所述第二热电偶(405)提供第二测量电压，所述第二测量电压依赖于所述第二连接端子(400)的温度与所述辅助温度传感器(307)的地点处的辅助温度之间的第二温度差，并且其中所述评估电子装置(401)被设计为基于由所述第一热电偶(100)所提供的第一测量电压、由所述第二热电偶(405)所提供的所述第二测量电压和由所述辅助温度传感器(307)所记录的所述辅助温度，确定所述测量点(103)处的测量温度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.20 DE 102015113842.51.一种利用第一热电偶(100)确定测量点(103)处的测量温度的测量设备，其中所述测量设备包括：第一连接端子(300)和第二连接端子(400)，所述第一连接端子(300)和所述第二连接端子(400)用于连接所述第一热电偶(100)，第一连接线(302)和第二连接线(303)，所述第一连接线(302)和所述第二连接线(303)把所述第一连接端子(300)和所述第二连接端子(400)与评估电子装置(401)连接，辅助温度传感器(307)，所述辅助温度传感器(307)被布置成离开所述连接端子(300,400)并且被设计用来记录所述辅助温度传感器(307)的地点处的辅助温度，以及评估电子装置(401)，所述评估电子装置(401)被设计用于确定所述测量点(103)处的所述测量温度，其特征在于在所述第二连接端子(400)处与所述第二连接线(303)连接的是附加连接线(403)，形成所述附加连接线(403)的材料不同于所述第二连接线(303)的材料，其中所述附加连接线(403)与所述第二连接线(303)一起形成第二热电偶(405)，所述第二热电偶(405)同样连接至所述评估电子装置(401)，其中所述第二热电偶(405)提供第二测量电压，所述第二测量电压依赖于所述第二连接端子(400)的温度与所述辅助温度传感器(307)的地点处的辅助温度之间的第二温度差，并且其中所述评估电子装置(401)被设计为基于由所述第一热电偶(100)所提供的第一测量电压、由所述第二热电偶(405)所提供的所述第二测量电压和由所述辅助温度传感器(307)所记录的所述辅助温度，确定所述测量点(103)处的测量温度。2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于所述第二热电偶被提供来记录所述第二连接端子的温度与所述辅助温度传感器的地点处的所述辅助温度之间的第二温度差。3.根据权利要求1或权利要求2所述的测量设备，其特征在于如下至少一个特征：所述第一连接端子经由第一连接销与所述评估电子装置电连接；所述第二连接端子经由第二连接销与所述评估电子装置电连接；所述附加连接线借助于第三连接销从所述第二连接端子引出，并且经由所述第三连接销与所述评估电子装置电连接，其中所述附加连接线和所述第三连接销具有相同的材料；所述第二连接端子经由所述第二连接销和所述第三连接销与所述评估电子装置连接；所述第二连接端子经由所述第二连接销和所述第三连接销与所述评估电子装置连接，其中所述第二热电偶提供的所述第二测量电压存在于所述第二连接销和所述第三连接销之间。4.根据权利要求1至3中一项所述的测量设备，其特征在于如下至少一个特征：所述测量设备被实施为头部发射器，其中所述连接端子布置在所述头部发射器的上侧；所述测量设备容纳在圆形现场壳体中，其中所述连接端子布置在所述现场壳体的连接器空间中；所述测量设备容纳在DIN轨道壳体中，其中所述连接端子利用销连接器插座实现。5.根据权利要求1至4中一项所述的测量设备，其特征在于如下至少一个特征：所述辅助温度传感器放置在所述测量设备的壳体内；所述辅助温度传感器被实施为所述评估电子装置的一部分；所述辅助温度传感器布置在所述评估电子装置的电路板上；所述辅助温度传感器布置成空间上在所述连接端子的附近；所述评估电子装置被设计用于基于由所述辅助温度传感器提供的测量变量，确定所述辅助温度传感器的地点处的辅助温度；所述辅助温度传感器是电阻传感器。6.根据权利要求1至5中一项所述的测量设备，其特征在于所述测量设备是温度变送器，其中选择性地不同的热电偶根据测量情形可连接在所述连接端子处。7.一种用于确定测量点(103)处的测量温度的温度测量装置，所述温度测量装置包括：根据权利要求1至6中一项所述的测量设备，第一热电偶(100)，所述第一热电偶(100)连接至所述测量设备的的所述第一连接端子(300)和所述第二连接端子(400)。8.根据权利要求7所述的温度测量装置，其特征在于如下至少一个特征：所述第一热电偶被提供来记录所述测量点处的温度与所述连接端子的温度之间的第一温度差；所述第一热电偶提供第一测量电压，所述第一测量电压依赖于所述测量点处的温度与所述连接端子的温度之间的第一温度差。9.根据权利要求7或权利要求8所述的温度测量装置，其特征在于如下至少一个特征：所述第二连接端子用作所述第一热电偶记录的第一温度差的基准接合点；所述第二连接端子的温度用作所述第一热电偶记录的第一温度差的基准温度；所述第二热电偶被提供基于所述辅助温度传感器记录的所述辅助温度确定所述第二连接端子的温度作为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·黑勒，比约恩·瓦尔泽，
申请(专利权)人：恩德莱斯豪瑟尔韦泽尔有限商业两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE