热电阻感温元件及其制造方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种热电阻感温元件及其制造方法和设备，该元件包括基材和感温电阻丝，感温电阻丝固定设置于基材的一个表面上，感温电阻丝绕制出至少一个阵列线圈，感温电阻丝在每个阵列线圈中向着该阵列线圈的中心位置逐圈绕进，并在中心位置反向绕回后逐圈绕出。本发明专利技术通过“迷宫式”绕线方法绕制的感温电阻丝，确保了任一对相邻感温电阻丝内流过的电流均呈反向，抗电磁干扰能力强，抗震性好。

Thermal Resistance Temperature Sensor and Its Manufacturing Method and Equipment

【技术实现步骤摘要】
热电阻感温元件及其制造方法和设备
本专利技术涉及一种热电阻感温元件，尤其涉及一种热电阻感温元件及其制造方法和设备。
技术介绍
温度检测领域选用热电阻作为温度感测元件，或以热电阻为核心元件制成各式温度传感器。热电阻感测温度是利用某些金属导体的电阻率随温度变化而呈单调改变的特性来进行温度测量的。随着技术进步，铂膜电阻得以规模化生产，性价比令人满意，采用铂膜电阻作为感温元件的温度传感器普遍使用，但在感温区域面积上以及温度急剧变化条件下其具有局限性，所以线绕铂(或其它标准的感温电阻丝)电阻依然有大量应用市场。目前国内外线绕铂电阻测温元件通常采用单线或双线绕法，主要有以下四种类型结构：(1)铂丝内绕陶瓷管式，即将细铂丝绕成螺旋后吊在两孔或四孔的陶瓷壳中，这种结构的铂电阻测温元件属于单线绕法，抗震性较差，抗电扰性差。(2)铂丝外绕陶瓷骨架式，即将细铂丝绕在陶瓷杆外表面，涂釉而成，这种结构的测温元件属于双线绕法，热稳定性较差，有一定抗电扰性。(3)铂丝外绕玻璃骨架式，即将细铂丝绕在刻槽的玻璃棒上，外封玻璃套管，易碰碎。(4)铂丝外绕云母骨架式，即将铂丝绕在片状云母片上而成，这种结构的测温元件也属于双线绕法，有一定热稳定性、抗电扰性，但易受云母热膨胀或者高温放气影响。上述几种线绕铂电阻具有一定的热容量，均不易做成超小、超薄或超扁平化的感温元件；强电磁环境下结构上的抗扰性缺陷完全凸现。感温元件是温度测量的传感核心关键部件，尤其在复杂的电磁环境中，感温元件的结构设计须有严格的抗电磁干扰要求，因为不同的产品在不同的测温应用环境中对感温元件有不同的技术需求，以便于实时反映出测温区域或测温点在线温度的变化，通常在连续生产工艺条件下也许某个点温度就能够完全反映出实际温度，但在某些应用条件下则需选择一个较大的测温区域内均值才能反映出实际温度变化。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种抗电磁干扰能力强、抗震性好、感温区域面积可根据需要定制的热电阻感温元件。本专利技术的另一目的在于提供一种热电阻感温元件的制造方法，其能够根据感温区尺寸和客户需要定制相应的感温元件。以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。根据本专利技术的一方面，提供了一种热电阻感温元件，包括基材和感温电阻丝，所述感温电阻丝固定设置于所述基材的一个表面上，所述感温电阻丝绕制出至少一个阵列线圈，所述感温电阻丝在每个所述阵列线圈中向着该阵列线圈的中心位置逐圈绕进，并在所述中心位置反向绕回后逐圈绕出。在一实施例中，该元件的所述感温电阻丝绕制出偶数个阵列线圈。在一实施例中，该元件的基材上设置有布线区域，所述阵列线圈设置于所述布线区域内，所述阵列线圈关于所述布线区域的几何中心对称设置。在一实施例中，该元件的所述感温电阻丝还绕制出多个调阻区域，所述调阻区域与所述阵列线圈串联。在一实施例中，该元件的所述调阻区域包括至少一个调阻粗调区域和至少一个调阻细调区域，所述调阻粗调区域和所述调阻细调区域串联。根据本专利技术的另一方面，提供了一种热电阻感温元件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、获取热电阻感温元件的相关数据；步骤二、根据获得的相关数据确定设计参数；步骤三、设计包含有偶数个阵列线圈的布线路径；步骤四、按照设计的布线路径进行布线。在一实施例中，该方法的所述相关数据包括感温元件工作温度范围、感温区长度L、宽度W和厚度H、感温电阻丝温度系数α和电阻分度值。在一实施例中，该方法的所述步骤二具体包括：依据感温元件工作温度范围选择感温元件基材材质；依据感温区长度L、宽度W和厚度H确定基材厚度和基材长度；依据感温区长度L和宽度W以及电阻分度值对应的不同线径感温电阻丝长度值l，选择合适的感温电阻丝线径值D；在一实施例中，该方法的所述步骤三具体包括：依据选定的金属丝线径值D以及该电阻分度值下标准长度l，粗算出每个阵列线圈中感温电阻丝的绕制圈数s，进而概算出在阵列线圈中每圈感温电阻丝的间距g＝(W-1)/(2s+2)，对g取整到小数点后两位；每个阵列线圈内的感温电阻丝间距g和绕制圈数s对应关系须满足(2g+2D)*s<W(L>W条件下)以及g≥10D；依据金属丝间距值g和绕制圈数s，反算感温电阻丝长度值l进行复核，确定明确的g、s值。根据本专利技术的又一方面，提供了一种热电阻感温元件的制造设备，包括工装平台、布线工装和控制器，所述工装平台和布线工装均与所述控制器连接，所述基材置于所述工装平台上，所述布线工装将所述感温电阻丝绕制于所述基材上的一个表面上，所述感温电阻丝绕制出至少一个阵列线圈，所述感温电阻丝在每个所述阵列线圈中向着该阵列线圈的中心位置逐圈绕进，并在所述中心位置反向绕回后逐圈绕出。本专利技术实施例的有益效果是：通过阵列线圈中向着该阵列线圈的中心位置逐圈绕进，并在所述中心位置反向绕回后逐圈绕出的感温电阻丝，确保了任一对相邻感温电阻丝内流过的电流均呈反向，利于抑制电磁干扰且抗震性好。其次，通过对称设置的偶数个阵列线圈，抗电磁干扰能力更强。通过设计至少两个调阻区域，并设计调阻粗调区域和调阻细调区域，有利于简化调阻过程。此外，感温电阻丝的间距、绕制圈数可按定制感温区尺寸进行设计，特别适用于超小、超薄或超扁平化的感温元件制作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1是本专利技术实施例中热电阻感温元件的结构示意图；其中：1-阵列线圈；2-调阻粗调区域；3-调阻细调区域；4-引线转接板；5-感温电阻丝首端；6-感温电阻丝尾端。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例中热电阻感温元件的结构示意图，如图1所示，一种热电阻感温元件，包括基材和感温电阻丝，基材为柔性绝缘薄膜，例如聚酰亚胺薄膜或铁氟龙薄膜等。感温电阻丝为电阻随温度变化的材质，包括但不限于铂、铜、镍、铁、锗、铟、铑、锰、铂-铑、铁-镍或铑-铁，在本实施例中优选为铂丝。感温电阻丝按“迷宫式”绕法布绕在基材上，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电阻感温元件，其特征在于：包括基材和感温电阻丝，所述感温电阻丝固定设置于所述基材的一个表面上，所述感温电阻丝绕制出至少一个阵列线圈，所述感温电阻丝在每个所述阵列线圈中向着该阵列线圈的中心位置逐圈绕进，并在所述中心位置反向绕回后逐圈绕出。

【技术特征摘要】
1.一种热电阻感温元件，其特征在于：包括基材和感温电阻丝，所述感温电阻丝固定设置于所述基材的一个表面上，所述感温电阻丝绕制出至少一个阵列线圈，所述感温电阻丝在每个所述阵列线圈中向着该阵列线圈的中心位置逐圈绕进，并在所述中心位置反向绕回后逐圈绕出。2.根据权利要求1所述的热电阻感温元件，其特征在于：所述感温电阻丝绕制出偶数个阵列线圈。3.根据权利要求2所述的热电阻感温元件，其特征在于：基材上设置有布线区域，所述阵列线圈设置于所述布线区域内，所述阵列线圈关于所述布线区域的几何中心对称设置。4.根据权利要求1～3中任一所述的热电阻感温元件，其特征在于：所述感温电阻丝还绕制出多个调阻区域，所述调阻区域与所述阵列线圈串联。5.根据权利要求4所述的热电阻感温元件，其特征在于：所述调阻区域包括至少一个调阻粗调区域和至少一个调阻细调区域，所述调阻粗调区域和所述调阻细调区域串联。6.一种热电阻感温元件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、获取热电阻感温元件的相关数据；步骤二、根据获得的相关数据确定设计参数；步骤三、设计包含有阵列线圈的布线路径，感温电阻丝在每个所述阵列线圈中向着该阵列线圈的中心位置逐圈绕进，并在所述中心位置反向绕回后逐圈绕出；步骤四、按照设计的布线路径进行布线。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述相关数据包括感温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晶，崔祜林，杨慧雯，綦非牧，何韬，石琦，张大龙，
申请(专利权)人：丹东鸭绿江敏感元件有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21