本发明专利技术名称为用于热电偶连接的集成冷接点补偿电路，公开一种用于热电偶(100)连接的集成冷接点(108)补偿系统。该系统包括与接线端(134)集成的温度传感器(136)，热电偶导线(102，104)端接于该接线端(134)。温度传感器(136)与接线端(134)集成在热电偶(100)的冷接点(108)附近，使得传感器(136)位置处的温度实质等于冷接点(108)处的温度。温度传感器(136)还与携带热电偶(100)所输出的电压的电路电信号绝缘。
【技术实现步骤摘要】
一般来说，本公开涉及温度测量装置。更具体来说，本专利技术涉及用于热电偶连接的冷接点补偿(CJC)电路。
技术介绍
热电偶是两个相异金属之间产生与温差相关的电位的接点(junction)。如图1的热电偶所示，热电偶100由相异金属所制成的两个不同热电偶导线102、104组成。导线102 指定为正，而导线104指定为负。正和负指定表示制成导线的相应金属的塞贝克系数。热电偶导线102、104在尖端106例如通过软焊、焊接或其它方式来接合。在螺丝接线端107， 导线102、104的开口端可电连接到导线或迹线112、114，导线或迹线112、114可由铜或其它导电材料制成。在这里，冷接点108或参考接点在相异材料导线的端接处、例如在导线102、 112之间以及在导线104、114之间形成。在闭合电路中，当热接头和冷接点保持在不同温度时，产生电流。典型地，因它们在温度与电压之间的可预测和可重复关系，将特定金属和合金组对以形成接点。热电偶可由多种材料制成，包括例如铁、康铜、铜和锡。用于热电偶的材料的类型和计量尺寸典型地根据字母代码来分类，例如τ (铜-康铜)、J (铁-康铜)、E (镍铬-康铜)和K (镍铬-镍铝)，它们例如具有不同的电压-温度特性。热电偶测量两个点之间的温差而不是绝对温度。为了确定热接点处的温度， 冷接点温度必须为已知。在一种最简单情况下，冷接点例如在冰槽(ice bath)中处于 0°C (32° F)。在这种情况下，热接点温度是冷接点温度的直接转换，并且能够使用诸如国家标准局所发布的那些之类的查找表来找到。但是，具有已知温度的接点虽然对实验室校准是有用的，但是对大多数测量和控制应用是不便的，特别是在其中冷接点处的温度变化的轻型手持装置和永久安装中。当冷接点不是处于0°C时，必须找到冷接点的温度，以便确定实际热接点温度。还必须补偿热电偶100的输出电压，以便考虑非零冷接点温度所引起的电压。这个过程称作冷接点补偿。冷接点处的准确温度的获取是准确的冷接点补偿计算所必要的，但出现难题。如示出安装到印刷电路板126的多极接线板(terminal block) 120的图2所示，一种解决方案是将诸如热敏电阻122、IM之类的外部温度传感器在接线条1 的相对端安装到印刷电路板126。但是，这些热敏电阻122、IM可能没有位于充分靠近冷接点108、位于接线板120 处的热电偶延长线180、182的端接处以准确获取实际冷接点温度。热敏电阻122、1M是否充分靠近冷接点108可取决于环境条件其中之一或其组合，包括冷接点108出现的接线条的距离上的温度梯度。
技术实现思路
本公开的第一方面提供一种设备，包括衬底；安装到衬底的接线板；热电偶，具4有端接于接线板的热电偶导线，从而形成冷接点；以及与接线板的表面集成的至少一个温度传感器。至少一个温度传感器位于冷接点附近，其中冷接点处的温度实质等于至少一个温度传感器处的温度。至少一个温度传感器设置成通过多个导电管脚与衬底进行电信号通本公开的第二方面提供一种冷接点补偿(CJC)系统。CJC系统包括具有正热电偶导线和负热电偶导线的热电偶，该热电偶与接线板进行电信号通信。热电偶向接线板输出电压，接线板安装到印刷电路板(PCB)并且与印刷电路板(PCB)上的第一迹线进行电信号通信。至少一个温度传感器与接线板集成，其中，至少一个温度传感器的每个位于热电偶的冷接点附近，其中冷接点处的温度实质等于至少一个温度传感器处的温度。至少一个温度传感器与PCB上的第二迹线进行电信号通信。还包括用于计算热接点温度的计算装置，该计算装置与第一迹线和第二迹线进行电信号通信。计算装置经由第一迹线对从热电偶接收表示输出电压的电信号以及经由第二迹线对从温度传感器接收表示冷接点温度的电信号。本公开的第三方面提供一种冷接点补偿系统，包括热电偶，具有在第一和第二导线的每个的第一端处接合以形成第一热接点的第一正导线和第二负导线；第一热电偶延长线，电连接到第一正导线；第二热电偶延长线，电连接到第二负导线；公连接器本体，与第一热电偶延长线和第二热电偶延长线进行电通信；以及母连接器本体，公连接器插入其中， 从而形成冷接点。母连接器本体包括位于冷接点附近的温度传感器，其中冷接点处的温度实质等于温度传感器处的温度。母连接器本体包括与第一和第二热电偶延长线相异的金属制成的电接触部。第一温度传感器导线和第二温度传感器导线向连接器传递冷接点参考信号，并且第一延长线和第二延长线向连接器传递输出电压信号。这个连接器安装到衬底。还包括用于执行冷接点补偿计算的计算装置，其中计算装置与衬底进行电信号通信。附图说明通过结合附图的以下详细描述，本专利技术的这些及其它方面、优点和突出特征将会变得显而易见，附图中，相似部分在本专利技术的附图、公开实施例中通篇由相似参考标号来表示图1示出热电偶。图2示出印刷电路板(PCB)安装的多极接线板，其中温度传感器在接线条的各端安装到PCB。图3示出按照本专利技术的一个实施例、用于提供热电偶的冷接点处的参考温度的设备。图4示出按照本专利技术的一个实施例、用于提供包括多极接线板的热电偶的冷接点处的参考温度的设备。图5示出按照本专利技术的一个实施例、用于冷接点补偿的测量装置。图6示出图5所示装置的一部分的详细视图。具体实施例方式下面参照与热电偶冷接点补偿电路的操作结合的其应用来描述本专利技术的至少一个实施例。虽然本文中相对与印刷电路板进行电通信的热电偶来描述和示出本专利技术的实施例的一部分，但是应当理解，示教同样可适用于其它衬底。此外，下面参照标称尺寸并且包括一组标称大小(nominal dimensions)来描述本专利技术的至少一个实施例。但是，本领域的技术人员应当清楚地知道，本专利技术同样可适用于任何适当热电偶热接点测量设备和/或装置。此外，本领域的技术人员应当清楚地知道，本专利技术同样可适用于各种标度(scale)的标称尺寸和/或标称大小。如上所述，本专利技术的方面提供一种设备，用于提供热电偶冷接点108处的参考温度，如图3-5所示。图3中，示出用于提供热电偶(图1)的冷接点108处的参考温度的设备110的实施例。诸如图1所示之类的热电偶可包括延伸热电偶导线的范围的热电偶延长线180、 182(图3)。热电偶延长线180、182由分别与热电偶导线102、104(图1)相同的材料制成， 使得热电偶导线180为正，而热电偶导线182为负。如图3所示，冷接点108A-B出现于接线板134处的相异金属的接点处，其中热电偶延长线180、182可接触例如铜传导线。在一个备选实施例中，如果没有使用热电偶延长线180、182，则热电偶导线102、104可端接于冷接点108A-B。热电偶100可以表示为Vrc的电压向接线板134输出电能。在一个实施例中，接线板134可物理地安装到衬底132，衬底132可以是例如其上包括由铜或其它导电材料所制成的第一对迹线142和第二对迹线144的印刷电路板(PCB)。 接线板134可经由第一迹线对142和导电管脚或脚(feet)(未示出)与衬底132进行电信号通信，这是本领域已知的。在也如图3所示的另一个实施例中，热电偶延长线180、182可端接于接线板插头 140。传感器136B可按照与以上所述相似的方式与接线板插头140的表本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·怀特利，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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