一种表面测温仪制造技术

本发明专利技术提供了一种误差小且测量精度高的表面测温仪。表面温度测温仪包括探头和温度测量仪表，探头包括温度补偿装置、探杆、测量热电偶和控温热电偶；温度补偿装置包括温度控制器和温度补偿块，温度补偿块设于探杆的一端的端面上，测量热电偶的测量端位于温度补偿块的外部；测量热电偶的参考端的负极热电偶丝与控温热电偶的参考端的负极热电偶丝电连接，测量热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的负极相连，控温热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的正极相连，温度控制器的输出端与温度补偿块相连；温度测量仪表的一端连接到测量热电偶的参考端的正极热电偶丝，温度测量仪表的另一端连接到测量热电偶的参考端的负极热电偶丝。

A surface thermometer

The invention provides a surface thermometer with small error and high measuring accuracy. The surface temperature thermometer includes a probe and a temperature measuring instrument. The probe includes a temperature compensating device, a probe rod, a measuring thermocouple and a temperature controlling thermocouple. The temperature compensating device includes a temperature controller and a temperature compensating block. The temperature compensating block is located on one end of the probe rod and the measuring end of the measuring thermocouple is located on the temperature compensating block. The negative thermocouple wire at the reference end of the thermocouple is connected with the negative thermocouple wire at the reference end of the thermocouple, the positive thermocouple wire at the reference end of the thermocouple is connected with the negative electrode of the temperature controller, the positive thermocouple wire at the reference end of the thermocouple is connected with the positive electrode of the temperature controller, and the temperature is controlled. The output end of the thermocouple is connected to the temperature compensation block; one end of the thermometer is connected to the positive thermocouple wire at the reference end of the thermocouple; the other end of the thermometer is connected to the negative thermocouple wire at the reference end of the thermocouple.

【技术实现步骤摘要】
一种表面测温仪
本专利技术涉及测温
，特别涉及一种表面测温仪。
技术介绍
表面温度的测量是非常重要的，却是目前研究最不彻底、问题最多的一个门类。在工农业生产和科研实验中，往往需要准确测量元件、材料、结构件和设备壳体的表面温度，并有效融入国家的溯源体系。特别是对表面温度溯源具有较高要求的平板式电热恒温系统，如用于LED行业及其他精密电子行业封胶、点胶用的恒温电热台，生物医药实验用的恒温加热板，以及用于表面温度计校准用的标准表面温度源等，目前仍缺乏相应的校准装置如高精度高稳定性的标准表面测温仪，难以实现对工作平板表面温度准确性、均匀性和波动性等计量参数的准确测量。现有测温仪的测温误差产生的原因主要有以下几点：其一是由于被测平板表面的材料及接触式传感器热导率不同，放置传感器后对于平板表面原始温场的破坏、歪曲而引起的误差；其二是接触式传感器与被测平板表面之间的非理想接触，总是存在热阻，由于热阻的存在而引起的误差；其三是由于接触式传感器不同的结构设计及接触形式，传感器的感温点与真正需要测温的实际测温点总有一个距离，由此引起的误差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种误差小且测量精度高的表面测温仪。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种表面测温仪，包括探头和温度测量仪表，所述探头包括温度补偿装置、探杆、测量热电偶和控温热电偶；所述温度补偿装置包括温度控制器和温度补偿块，所述温度补偿块设于探杆的一端的端面上，所述测量热电偶的测量端位于温度补偿块的外部，所述测量热电偶的热电偶丝穿过温度补偿块，所述控温热电偶的测量端设于温度补偿块的内部，所述控温热电偶的参考端设于温度补偿块的外部；所述测量热电偶的参考端的负极热电偶丝与控温热电偶的参考端的负极热电偶丝电连接，所述测量热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的负极相连，所述控温热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的正极相连，所述温度控制器的输出端与温度补偿块相连；所述温度测量仪表的一端连接到测量热电偶的参考端的正极热电偶丝，所述温度测量仪表的另一端连接到测量热电偶的参考端的负极热电偶丝。本专利技术的有益效果在于：(1)热电偶作为表面测温仪的传感器，相比表面热电阻传感器热容量小且热响应速度快，与待测表面达到热平衡的时间短，测得的温度更准确；(2)设计了温度补偿装置，减少了测量热电偶的散热，使得测量热电偶尽量接近待测表面的温度，使得热流消失或减小，减小了对待测平板表面原温场的影响，从而获得更准确的温度；(3)探杆处装有自重块，保证传感器以恒定的角度和压力与待测表面接触，减少测量时人为按压产生的误差；(4)增设外置防风罩，避免环境风速影响待测表面的热平衡；(5)集热片沿被测平板等温面敷设，有效减小对原温场的影响，同时通过弹性柱紧紧压在被测表面也减小了感温点与实际测温点的距离，有效改善了非理想接触的情况。附图说明图1为本专利技术实施例的表面测温仪的侧面示意图；图2为本专利技术实施例的温度补偿装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例的表面测温仪装配状态下的纵向截面示意图；(未显示防风罩和自重块)标号说明：1、探头；11、温度补偿装置；111、温度补偿块；112、温度控制器；12、探杆；13、测量热电偶；14、控温热电偶；15、集热片；151、感温点；16、弹性柱；17、限位柱；2、温度测量仪表；3、支腿；4、自重块；5、防风罩；6、待测表面。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。当有两种不同的导体或半导体组成一个回路，其两端相互连接时，一端称为工作端或测量端，另一端称为自由端(也称参考端)或冷端，只要两结点处的温度不同，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”，其中一个导体可以称为正极热电偶丝，另一个导体可以称为负极热电偶丝。本专利技术所述的热电偶的测量端或冷端，指的是本领域所共识的测量端和参考端的含义。本专利技术最关键的构思在于：设计了温度补偿装置，用于减小导出热流。请参照图1-3，一种表面测温仪，包括探头1和温度测量仪表2，所述探头1包括温度补偿装置11、探杆12、测量热电偶13和控温热电偶14；所述温度补偿装置11包括温度控制器112和温度补偿块111，所述温度补偿块111设于探杆12的一端的端面上，所述测量热电偶13的测量端位于温度补偿块111的外部，所述测量热电偶13的热电偶丝穿过温度补偿块111，所述控温热电偶14的测量端设于温度补偿块111的内部，所述控温热电偶14的参考端设于温度补偿块111的外部；所述测量热电偶13的参考端的负极热电偶丝与控温热电偶14的参考端的负极热电偶丝电连接，所述测量热电偶13的参考端的正极热电偶丝与温度控制器112的负极相连，所述控温热电偶14的参考端的正极热电偶丝与温度控制器112的正极相连，所述温度控制器112的输出端与温度补偿块111相连；所述温度测量仪表2的一端连接到测量热电偶13的参考端的正极热电偶丝，所述温度测量仪表2的另一端连接到测量热电偶13的参考端的负极热电偶丝。本专利技术的工作原理为：为叙述简洁，将测量热电偶的测量端称为主测量端，将控温热电偶的测量端称为辅测量端。首先说明温度补偿装置的工作原理。主测量端与待测表面接触，温度测量仪表显示主测量端测得的温度，由于主测量端与参考端之间存在温度差，测量热电偶自身与待测表面之间也存在温度差，因此测量热电偶与待测表面之间存在导出热流，导出热流从待测表面流经主测量端流向测量热电偶的参考端，这种现象随着测量热电偶测量端与参考端之间的温度差的增大而加剧。本专利技术的温度补偿装置包括温度补偿块和温度控制器。测量热电偶和控温热电偶中，除了测量热电偶的测量端、测量热电偶的参考端和控温热电偶的参考端外都设于温度补偿块内，控温热电偶的测量端，即辅测量端可以测得温度补偿块的温度，由此，如果主测量端的温度大于辅测量端的温度，意味着此时待测表面的温度大于温度补偿块的温度，会有导出热流从测量热电偶的测量端流向测量热电偶的参考端。所述测量热电偶的参考端的负极热电偶丝与控温热电偶的参考端负极热电偶丝电连接，所述测量热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的负极相连，所述控温热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器正极相连，这样，如果主测量端的温度大于辅测量端的温度，温度控制器的输出端就会控制温度补偿块升温，直到主测量端与辅测量端的温度相同，也即温度补偿块的温度与主测量端的温度也相同，就不会有导出热流从待测表面流出的情况发生，然后通过连接测量热电偶的温度测量仪表精确测量待测表面温度。同理，如果主测量端的温度小于辅测量端的温度，那么温度控制器的输出端也会控制温度补偿块停止加热降至与主测量端的温度相同。因为待测表面的温度一般会比室温高，在通常情况下温度补偿块的温度在未加热状态下不会超过待测表面温度，所以实际测量时，一般是温度补偿块先加热温度上升，如果温度超过待测表面温度，温度补偿块停止加热温度下降，再次低于待测表面温度后再次加热，无限接近待测表面温度，由此可以获得更准确的测量值。从上述描述可知，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面测温仪，包括探头和温度测量仪表，其特征在于，所述探头包括温度补偿装置、探杆、测量热电偶和控温热电偶；所述温度补偿装置包括温度控制器和温度补偿块，所述温度补偿块设于探杆的一端的端面上，所述测量热电偶的测量端位于温度补偿块的外部，所述测量热电偶的热电偶丝穿过温度补偿块，所述控温热电偶的测量端设于温度补偿块的内部，所述控温热电偶的参考端设于温度补偿块的外部；所述测量热电偶的参考端的负极热电偶丝与控温热电偶的参考端的负极热电偶丝电连接，所述测量热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的负极相连，所述控温热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的正极相连，所述温度控制器的输出端与温度补偿块相连；所述温度测量仪表的一端连接到测量热电偶的参考端的正极热电偶丝，所述温度测量仪表的另一端连接到测量热电偶的参考端的负极热电偶丝。

【技术特征摘要】
1.一种表面测温仪，包括探头和温度测量仪表，其特征在于，所述探头包括温度补偿装置、探杆、测量热电偶和控温热电偶；所述温度补偿装置包括温度控制器和温度补偿块，所述温度补偿块设于探杆的一端的端面上，所述测量热电偶的测量端位于温度补偿块的外部，所述测量热电偶的热电偶丝穿过温度补偿块，所述控温热电偶的测量端设于温度补偿块的内部，所述控温热电偶的参考端设于温度补偿块的外部；所述测量热电偶的参考端的负极热电偶丝与控温热电偶的参考端的负极热电偶丝电连接，所述测量热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的负极相连，所述控温热电偶的参考端的正极热电偶丝与温度控制器的正极相连，所述温度控制器的输出端与温度补偿块相连；所述温度测量仪表的一端连接到测量热电偶的参考端的正极热电偶丝，所述温度测量仪表的另一端连接到测量热电偶的参考端的负极热电偶丝。2.根据权利要求1所述的表面测温仪，其特征在于，所述探头还包括集热片，所述集热片的形状为带状，所述集热片的纵向截面为弧形，弧形的所述集热片的两端与温度补偿块的端面相连，所述集热片沿温度补偿块的轴向且朝远离温度补偿块的方向突出，所述测量热电偶的测量端位于集热片靠近探头的一面的中央并形成感温点。3.根据权利要求2所述的表面测温仪，其特征在于，还包括支腿，所述支腿为“L”型，所述支腿...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪金龙，王在旗，郑鹏，陈炯宇，吴一文，谢学江，曾咏威，
申请(专利权)人：厦门市计量检定测试院，
类型：发明
国别省市：福建,35