專利名稱：二橋臂電阻溫度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種主要應(yīng)用于儲(chǔ)藏、工業(yè)、科學(xué)研究等領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離導(dǎo)線測(cè)溫裝置。
現(xiàn)有的遠(yuǎn)距離測(cè)溫裝置，是利用電橋方式進(jìn)行的，根據(jù)電橋平衡的原理，由電橋被測(cè)臂伸出兩根導(dǎo)線連接測(cè)溫頭被測(cè)電阻進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量溫度的方法，從理論上說(shuō)是正確的，但是由于遠(yuǎn)距離測(cè)量溫度測(cè)量導(dǎo)線較長(zhǎng)，測(cè)量導(dǎo)線本身具有電阻，而且會(huì)因環(huán)境溫度變化的影響而不穩(wěn)定，實(shí)際操作中，電橋比較臂測(cè)量電阻顯示的阻值為被測(cè)電阻和測(cè)量導(dǎo)線的電阻之和，因而存在誤差，使遠(yuǎn)距離測(cè)量不準(zhǔn)確。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種改進(jìn)后的二橋臂電阻溫度計(jì)，它能夠在測(cè)量過(guò)程中排除由于測(cè)量導(dǎo)線較長(zhǎng)而帶來(lái)的測(cè)量誤差，使遠(yuǎn)距離測(cè)量更加趨于精確。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下裝置取兩根電阻阻值相等的漆包電阻線(它們的長(zhǎng)度、橫截面等規(guī)格均相同)，并行繞制為一個(gè)線圈的兩個(gè)線繞電阻，作為電橋的比例臂電阻。比較臂由測(cè)量電阻和幾個(gè)帶有增加量程電阻的開(kāi)關(guān)串聯(lián)，再與一個(gè)觸點(diǎn)滅弧電容并聯(lián)而成。電源由幾組電壓不同的電源的開(kāi)關(guān)和一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)串聯(lián)組成。比例臂電阻線圈的兩個(gè)終點(diǎn)分別與檢流計(jì)的兩個(gè)接線柱連接，其起點(diǎn)接在電源的一端。電源的另一端接第一根測(cè)量導(dǎo)線的接線柱。比較臂的一端接檢流計(jì)的一個(gè)接線柱，另一端接第三根測(cè)量導(dǎo)線的接線柱。第二根測(cè)量導(dǎo)線的接線柱與檢流計(jì)的另一個(gè)接線柱連接。第一、三根測(cè)量導(dǎo)線的末端接被測(cè)電阻的一端，第二根測(cè)量導(dǎo)線的末端接被測(cè)電阻的另一端。三根測(cè)量導(dǎo)線的長(zhǎng)度相等，截面和材質(zhì)相同，而且緊緊并在一起。測(cè)量導(dǎo)線采用三芯橡套電纜或三芯屏蔽線。
被測(cè)電阻由于需要伸入到不同的溫度環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，特設(shè)計(jì)兩種測(cè)溫頭一種測(cè)溫頭由測(cè)管、芯棒、鉑線圈等組成。鉑線圈繞在芯棒上，芯棒與線圈之間、線圈與測(cè)管內(nèi)壁之間緊密地填充滿導(dǎo)熱性和絕緣性良好的氧化物，(見(jiàn)圖6)用以測(cè)量1000℃以下物質(zhì)的溫度。測(cè)量200℃以下物質(zhì)的溫度，測(cè)溫頭采用銅材質(zhì)制作。測(cè)量200℃以下腐蝕性物質(zhì)的溫度，測(cè)溫頭用不銹鋼制作。測(cè)量200℃－－1000℃物質(zhì)的溫度，測(cè)溫頭用耐高溫不銹鋼制作。第二種測(cè)溫頭由鉑電阻線直接繞制在帶有螺紋槽的耐高溫陶瓷管的螺紋槽內(nèi)，用以測(cè)量鉑電阻線在高溫氧化溫度以下、底溫超導(dǎo)現(xiàn)象以上之間的干燥空氣的溫度變化。
為提高電阻溫度計(jì)的測(cè)量精度，采用如下幾種途徑一、用二橋臂導(dǎo)線法。可以排除測(cè)量導(dǎo)線受溫變的影響。二、用提高電位的方法。提高檢流計(jì)的靈敏度。三、用相對(duì)增加鉑電阻線電阻(縮小截面增加長(zhǎng)度)的方法。提高測(cè)溫頭的靈敏度。四、用相對(duì)增大比較臂測(cè)量電阻的電阻線的截面的方法，提高比較臂測(cè)量電阻的測(cè)量精度。五、采用千分尺標(biāo)尺的讀數(shù)方法。上蓋環(huán)形標(biāo)尺的刻度線與內(nèi)筒標(biāo)尺的指針線垂直的方法，排除視力誤差。
由于采用了上述裝置，因而此溫度計(jì)可以測(cè)量遠(yuǎn)距離處的溫度，而且在測(cè)量過(guò)程中能夠自動(dòng)排除由于測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)所帶來(lái)的測(cè)量誤差，和以往的遠(yuǎn)距離相比，使遠(yuǎn)距離測(cè)量的溫度更加趨于精確。
本實(shí)用新型采用兩種讀數(shù)方法。第一種方法是在環(huán)形標(biāo)尺的刻度線處標(biāo)上溫度數(shù)字，直接讀出測(cè)溫頭的溫度值。用此方法來(lái)測(cè)量鉑電阻線溫度改變的數(shù)值大致與其電阻改變的數(shù)值成正比范圍內(nèi)的溫度。第二種方法是在環(huán)形標(biāo)尺的刻度線處標(biāo)上電阻值，采用電阻－－溫度對(duì)照表，間接讀出測(cè)溫頭的溫度值。用此方法測(cè)量鉑電阻線溫度改變的數(shù)值與其電阻改變的數(shù)值不成正比的范圍內(nèi)的溫度。
本實(shí)用新型的讀數(shù)標(biāo)尺刻度的標(biāo)定方法在室溫(20℃)下，先調(diào)整內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)手柄，使電橋平衡。再調(diào)整鉑電阻線的長(zhǎng)短，使內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)一周的電阻的變量，等于溫度變化一度鉑電阻線電阻變量的整數(shù)倍。再以鉑電阻線溫變一度、(電橋平衡)內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的每一角度逐次在沒(méi)有刻度的環(huán)形標(biāo)尺的一周刻度。然后，把測(cè)溫頭置于零度(或需要測(cè)量的最底溫度)，測(cè)量電阻調(diào)整在零位。在比較臂(或被測(cè)臂)串聯(lián)一根錳銅絲，取其長(zhǎng)短使電橋平衡。
以下結(jié)合附圖加以詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是二橋臂電阻溫度計(jì)的正視圖；圖2是二橋臂電阻溫度計(jì)的原理圖；圖3為測(cè)量電阻RXL的結(jié)構(gòu)圖；圖4為測(cè)量電阻RXL中A－－A剖面圖；圖5為測(cè)量電阻RXL中B－－B剖面圖；圖6是不銹鋼測(cè)溫頭；圖7是陶瓷測(cè)溫頭。
圖中1為檢流計(jì)G。2為調(diào)節(jié)電源的開(kāi)關(guān)K1、K2、K3。3為接線柱L3、L1、L2。4為擴(kuò)大量程電阻開(kāi)關(guān)K4、K5、K6、K7。5為測(cè)量電阻。6為電源總開(kāi)關(guān)K8。
圖2是二橋臂電阻溫度計(jì)的原理圖。
圖中G為檢流計(jì)(用微安表代替)。A、B兩點(diǎn)為檢流計(jì)G的兩個(gè)接線柱。RX1、RX2為比例臂的兩個(gè)電阻。RXL為比較臂的測(cè)量電阻。比較臂串聯(lián)了四個(gè)分別用開(kāi)關(guān)K4、K5、K6、K7控制的電阻RX4、RX5、RX6和RX7。這四個(gè)電阻的阻值分別為測(cè)量電阻RXL全量程電阻的1倍、2倍、4倍和8倍。調(diào)節(jié)這四個(gè)電阻的開(kāi)關(guān)，測(cè)量電阻RXL的量程可由它原來(lái)最大量程的1倍分別擴(kuò)大到2－16倍。并聯(lián)電容C的目的是保護(hù)測(cè)量電阻和各個(gè)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)。
電源由E1、E2、E3組成，分別由三個(gè)開(kāi)關(guān)K1、K2、K3控制。K8為總開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)三個(gè)電源的開(kāi)關(guān)K1、K2、K3，能為電路提供最低電位和最高電位。提供最低電位的目的是為了保護(hù)檢流計(jì)，提供最高電位的目的是為了提高檢流計(jì)的靈敏度。RX3為降壓電阻。L1、L2、L3為測(cè)量導(dǎo)線的三個(gè)接線柱。
圖3為測(cè)量電阻RXL的結(jié)構(gòu)圖。圖4為測(cè)量電阻RXL中A－－A剖面圖。圖5為測(cè)量電阻RXL中B－－B剖面圖。圖中外筒12、內(nèi)筒11、底座6、上蓋13
圖3為測(cè)量電阻RXL的結(jié)構(gòu)圖。圖4為測(cè)量電阻RXL中A－－A剖面圖。圖5為測(cè)量電阻RXL中B－－B剖面圖。圖中外筒12、內(nèi)筒11、底座6、上蓋13均為塑料制作，底座螺母10、內(nèi)筒螺桿7用黃銅制作，彈性觸片18(見(jiàn)圖5)與彈性導(dǎo)線16(見(jiàn)圖4)用鈹銅制作。外筒和內(nèi)筒都有螺紋槽，電阻線8固定在外筒的螺紋槽內(nèi)。電阻線的兩端引出筒外，固定在筒壁上做為接線柱a、b。內(nèi)筒與外筒之間、內(nèi)筒臂的螺紋槽9與電阻線之間滑動(dòng)配合。底座與外筒用螺紋連接，螺母固定在底座上與外筒同軸線，螺桿固定在內(nèi)筒中也與外筒同軸線。底座螺母、內(nèi)筒螺桿的螺距與電阻線的螺距相等，它們的螺紋繞向一致。螺桿與螺母旋在一起，彈性導(dǎo)線在螺母上壓住螺桿，使螺桿與螺母接觸良好。彈性觸片與螺桿連接，彈性觸片的工作部分的一端由固定彈性觸片的螺拴17(見(jiàn)圖5)固定在內(nèi)筒壁上，另一端與電阻線接觸。螺母上連接引出導(dǎo)線，引出導(dǎo)線固定在底座上作為接線柱c，上蓋與外筒用螺紋連接，上蓋與內(nèi)筒之間滑動(dòng)配合。上蓋的標(biāo)尺14可以自由取下，換上不同的標(biāo)尺，以適應(yīng)不同溫度量程的測(cè)量。上蓋標(biāo)尺的刻度線與內(nèi)筒標(biāo)尺15的指示線(即指針)垂直，其讀數(shù)方法與千分尺標(biāo)尺的讀數(shù)方法大致相同。
使用時(shí)，調(diào)節(jié)內(nèi)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，彈性觸片的一端在電阻線上滑動(dòng)，兩個(gè)接線柱a、c(或b、c)之間的電阻值就會(huì)發(fā)生變化，從內(nèi)筒和上蓋的標(biāo)尺可以讀出兩個(gè)接線柱a、c(或b、c)之間電阻的變量，從而得出被測(cè)電阻的阻值。
圖6是不銹鋼測(cè)溫頭。
圖中19為測(cè)管，20為芯棒，21為鉑線圈，22為后蓋，23為測(cè)量導(dǎo)線。L1、L2、L3分別為與接線柱相連的導(dǎo)線。測(cè)管空隙填滿導(dǎo)熱性和絕緣性均良好的氧化物。后蓋用螺紋連接，并用樹(shù)脂膠封閉。
圖7是陶瓷測(cè)溫頭。
圖中24為鉑電阻線，25為瓷管，26為氧化物，27為瓷管上的兩個(gè)孔。L1、L2、L3分別為與接線柱相連的導(dǎo)線。鉑電阻線的工作部分通過(guò)瓷管的兩個(gè)孔繞制在瓷管的外面。
權(quán)利要求1.一種二橋臂電阻溫度計(jì)，它由比例臂電阻、測(cè)量電阻、電源、導(dǎo)線、檢流計(jì)、開(kāi)關(guān)、測(cè)溫頭等組成，其特征在于比例臂電阻的兩個(gè)終點(diǎn)分別與檢流計(jì)的兩根接線柱連接，其共同的起點(diǎn)接在電源一端，電源的另一端接第一根測(cè)量導(dǎo)線的接線柱，測(cè)量電阻一端接檢流計(jì)，一端通過(guò)四個(gè)擴(kuò)大量程開(kāi)關(guān)后接第三根測(cè)量導(dǎo)線的接線柱，并與滅弧電容并聯(lián)，第二根測(cè)量導(dǎo)線的接線柱與檢流計(jì)相接，其末端接被測(cè)電阻的另一端，第一、三根測(cè)量導(dǎo)線的末端接被測(cè)電阻的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二橋臂電阻溫度計(jì)，其特征是開(kāi)關(guān)為雙觸點(diǎn)雙投開(kāi)關(guān)，開(kāi)合開(kāi)關(guān)K1、K2、K3可以控制串聯(lián)電池的數(shù)量，為線路提供最低或最高電位，開(kāi)合開(kāi)關(guān)K4、K5、K6、K7可為測(cè)量電阻RXL選擇適當(dāng)倍數(shù)的串聯(lián)電阻，擴(kuò)大測(cè)量電阻的量程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二橋臂電阻溫度計(jì)，其特征是測(cè)量電阻的外筒、內(nèi)筒、底座、上蓋用塑料制作，螺母、螺桿用黃銅制作，彈性觸片與彈性導(dǎo)線用鈹銅制作，外筒和內(nèi)筒都有螺紋槽，電阻線固定在外筒的螺紋槽內(nèi)，電阻線的兩端引出筒外，固定在筒壁上做為接線柱a、b，內(nèi)筒與外筒之間、內(nèi)筒的螺紋槽與電阻線之間滑動(dòng)配合，底座與外筒用螺紋連接，螺母固定在底座上與外筒同軸線，螺桿固定在內(nèi)筒中也與外筒同軸線，底座螺母、內(nèi)筒螺桿的螺距與電阻線的螺距相等，它們的螺紋繞向一致，螺桿與螺母旋在一起，彈性導(dǎo)線在螺母上壓住螺桿，彈性觸片與螺桿連接，彈性觸片的工作部分的一端固定在內(nèi)筒壁上，另一端與電阻線接觸，螺母上連接引出導(dǎo)線，引出導(dǎo)線固定在底座上作為接線柱c，上蓋與外筒用螺紋連接，上蓋與內(nèi)筒之間滑動(dòng)配合，上蓋的標(biāo)尺可以自由取下，換上不同的標(biāo)尺，以適應(yīng)不同溫度量程的測(cè)量，上蓋標(biāo)尺的刻度線與內(nèi)筒標(biāo)尺的指示線(即指針)垂直。
專利摘要用于進(jìn)行遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量的二橋臂電阻溫度計(jì)。它以二橋臂電路為基礎(chǔ)，取兩根相同的導(dǎo)線并行繞制作為電橋的比例臂，取測(cè)量電阻和幾個(gè)用以增加量程的電阻串聯(lián)，并與觸點(diǎn)滅弧電容并聯(lián)作為比較臂，進(jìn)行遠(yuǎn)距離溫度的測(cè)量。它能夠自動(dòng)排除測(cè)量導(dǎo)線距離過(guò)遠(yuǎn)造成的溫度誤差，提高了遠(yuǎn)距離測(cè)量的精度。適用于儲(chǔ)藏、工業(yè)、科研等領(lǐng)域。這種溫度計(jì)具有裝配簡(jiǎn)單、操作方便、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N7/20GK2202312SQ9322322
公開(kāi)日1995年6月28日 申請(qǐng)日期1993年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月2日
發(fā)明者許建民 申請(qǐng)人:許建民