二橋臂電阻溫度計的製作方法
2023-06-04 01:56:41
專利名稱：二橋臂電阻溫度計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種主要應用於儲藏、工業、科學研究等領域的遠距離導線測溫裝置。
現有的遠距離測溫裝置，是利用電橋方式進行的，根據電橋平衡的原理，由電橋被測臂伸出兩根導線連接測溫頭被測電阻進行測量。這種測量溫度的方法，從理論上說是正確的，但是由於遠距離測量溫度測量導線較長，測量導線本身具有電阻，而且會因環境溫度變化的影響而不穩定，實際操作中，電橋比較臂測量電阻顯示的阻值為被測電阻和測量導線的電阻之和，因而存在誤差，使遠距離測量不準確。
本實用新型的任務是提供一種改進後的二橋臂電阻溫度計，它能夠在測量過程中排除由於測量導線較長而帶來的測量誤差，使遠距離測量更加趨於精確。
為實現上述目的，本實用新型採用如下裝置取兩根電阻阻值相等的漆包電阻線(它們的長度、橫截面等規格均相同)，並行繞制為一個線圈的兩個線繞電阻，作為電橋的比例臂電阻。比較臂由測量電阻和幾個帶有增加量程電阻的開關串聯，再與一個觸點滅弧電容並聯而成。電源由幾組電壓不同的電源的開關和一個常開觸點開關串聯組成。比例臂電阻線圈的兩個終點分別與檢流計的兩個接線柱連接，其起點接在電源的一端。電源的另一端接第一根測量導線的接線柱。比較臂的一端接檢流計的一個接線柱，另一端接第三根測量導線的接線柱。第二根測量導線的接線柱與檢流計的另一個接線柱連接。第一、三根測量導線的末端接被測電阻的一端，第二根測量導線的末端接被測電阻的另一端。三根測量導線的長度相等，截面和材質相同，而且緊緊並在一起。測量導線採用三芯橡套電纜或三芯屏蔽線。
被測電阻由於需要伸入到不同的溫度環境中進行測量，特設計兩種測溫頭一種測溫頭由測管、芯棒、鉑線圈等組成。鉑線圈繞在芯棒上，芯棒與線圈之間、線圈與測管內壁之間緊密地填充滿導熱性和絕緣性良好的氧化物，(見圖6)用以測量1000℃以下物質的溫度。測量200℃以下物質的溫度，測溫頭採用銅材質製作。測量200℃以下腐蝕性物質的溫度，測溫頭用不鏽鋼製作。測量200℃－－1000℃物質的溫度，測溫頭用耐高溫不鏽鋼製作。第二種測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，用以測量鉑電阻線在高溫氧化溫度以下、底溫超導現象以上之間的乾燥空氣的溫度變化。
為提高電阻溫度計的測量精度，採用如下幾種途徑一、用二橋臂導線法。可以排除測量導線受溫變的影響。二、用提高電位的方法。提高檢流計的靈敏度。三、用相對增加鉑電阻線電阻(縮小截面增加長度)的方法。提高測溫頭的靈敏度。四、用相對增大比較臂測量電阻的電阻線的截面的方法，提高比較臂測量電阻的測量精度。五、採用千分尺標尺的讀數方法。上蓋環形標尺的刻度線與內筒標尺的指針線垂直的方法，排除視力誤差。
由於採用了上述裝置，因而此溫度計可以測量遠距離處的溫度，而且在測量過程中能夠自動排除由於測量導線長所帶來的測量誤差，和以往的遠距離相比，使遠距離測量的溫度更加趨於精確。
本實用新型採用兩種讀數方法。第一種方法是在環形標尺的刻度線處標上溫度數字，直接讀出測溫頭的溫度值。用此方法來測量鉑電阻線溫度改變的數值大致與其電阻改變的數值成正比範圍內的溫度。第二種方法是在環形標尺的刻度線處標上電阻值，採用電阻－－溫度對照表，間接讀出測溫頭的溫度值。用此方法測量鉑電阻線溫度改變的數值與其電阻改變的數值不成正比的範圍內的溫度。
本實用新型的讀數標尺刻度的標定方法在室溫(20℃)下，先調整內筒的旋轉手柄，使電橋平衡。再調整鉑電阻線的長短，使內筒轉動一周的電阻的變量，等於溫度變化一度鉑電阻線電阻變量的整數倍。再以鉑電阻線溫變一度、(電橋平衡)內筒轉動的每一角度逐次在沒有刻度的環形標尺的一周刻度。然後，把測溫頭置於零度(或需要測量的最底溫度)，測量電阻調整在零位。在比較臂(或被測臂)串聯一根錳銅絲，取其長短使電橋平衡。
以下結合附圖加以詳細說明。
圖1是二橋臂電阻溫度計的正視圖；圖2是二橋臂電阻溫度計的原理圖；圖3為測量電阻RXL的結構圖；圖4為測量電阻RXL中A－－A剖面圖；圖5為測量電阻RXL中B－－B剖面圖；圖6是不鏽鋼測溫頭；圖7是陶瓷測溫頭。
圖中1為檢流計G。2為調節電源的開關K1、K2、K3。3為接線柱L3、L1、L2。4為擴大量程電阻開關K4、K5、K6、K7。5為測量電阻。6為電源總開關K8。
圖2是二橋臂電阻溫度計的原理圖。
圖中G為檢流計(用微安表代替)。A、B兩點為檢流計G的兩個接線柱。RX1、RX2為比例臂的兩個電阻。RXL為比較臂的測量電阻。比較臂串聯了四個分別用開關K4、K5、K6、K7控制的電阻RX4、RX5、RX6和RX7。這四個電阻的阻值分別為測量電阻RXL全量程電阻的1倍、2倍、4倍和8倍。調節這四個電阻的開關，測量電阻RXL的量程可由它原來最大量程的1倍分別擴大到2－16倍。並聯電容C的目的是保護測量電阻和各個開關的觸點。
電源由E1、E2、E3組成，分別由三個開關K1、K2、K3控制。K8為總開關。調節三個電源的開關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檢流計，提供最高電位的目的是為了提高檢流計的靈敏度。RX3為降壓電阻。L1、L2、L3為測量導線的三個接線柱。
圖3為測量電阻RXL的結構圖。圖4為測量電阻RXL中A－－A剖面圖。圖5為測量電阻RXL中B－－B剖面圖。圖中外筒12、內筒11、底座6、上蓋13
圖3為測量電阻RXL的結構圖。圖4為測量電阻RXL中A－－A剖面圖。圖5為測量電阻RXL中B－－B剖面圖。圖中外筒12、內筒11、底座6、上蓋13均為塑料製作，底座螺母10、內筒螺杆7用黃銅製作，彈性觸片18(見圖5)與彈性導線16(見圖4)用鈹銅製作。外筒和內筒都有螺紋槽，電阻線8固定在外筒的螺紋槽內。電阻線的兩端引出筒外，固定在筒壁上做為接線柱a、b。內筒與外筒之間、內筒臂的螺紋槽9與電阻線之間滑動配合。底座與外筒用螺紋連接，螺母固定在底座上與外筒同軸線，螺杆固定在內筒中也與外筒同軸線。底座螺母、內筒螺杆的螺距與電阻線的螺距相等，它們的螺紋繞向一致。螺杆與螺母旋在一起，彈性導線在螺母上壓住螺杆，使螺杆與螺母接觸良好。彈性觸片與螺杆連接，彈性觸片的工作部分的一端由固定彈性觸片的螺拴17(見圖5)固定在內筒壁上，另一端與電阻線接觸。螺母上連接引出導線，引出導線固定在底座上作為接線柱c，上蓋與外筒用螺紋連接，上蓋與內筒之間滑動配合。上蓋的標尺14可以自由取下，換上不同的標尺，以適應不同溫度量程的測量。上蓋標尺的刻度線與內筒標尺15的指示線(即指針)垂直，其讀數方法與千分尺標尺的讀數方法大致相同。
使用時，調節內筒的轉動手柄，彈性觸片的一端在電阻線上滑動，兩個接線柱a、c(或b、c)之間的電阻值就會發生變化，從內筒和上蓋的標尺可以讀出兩個接線柱a、c(或b、c)之間電阻的變量，從而得出被測電阻的阻值。
圖6是不鏽鋼測溫頭。
圖中19為測管，20為芯棒，21為鉑線圈，22為後蓋，23為測量導線。L1、L2、L3分別為與接線柱相連的導線。測管空隙填滿導熱性和絕緣性均良好的氧化物。後蓋用螺紋連接，並用樹脂膠封閉。
圖7是陶瓷測溫頭。
圖中24為鉑電阻線，25為瓷管，26為氧化物，27為瓷管上的兩個孔。L1、L2、L3分別為與接線柱相連的導線。鉑電阻線的工作部分通過瓷管的兩個孔繞制在瓷管的外面。
權利要求1.一種二橋臂電阻溫度計，它由比例臂電阻、測量電阻、電源、導線、檢流計、開關、測溫頭等組成，其特徵在於比例臂電阻的兩個終點分別與檢流計的兩根接線柱連接，其共同的起點接在電源一端，電源的另一端接第一根測量導線的接線柱，測量電阻一端接檢流計，一端通過四個擴大量程開關後接第三根測量導線的接線柱，並與滅弧電容並聯，第二根測量導線的接線柱與檢流計相接，其末端接被測電阻的另一端，第一、三根測量導線的末端接被測電阻的一端。
2.根據權利要求1所述的二橋臂電阻溫度計，其特徵是開關為雙觸點雙投開關，開合開關K1、K2、K3可以控制串聯電池的數量，為線路提供最低或最高電位，開合開關K4、K5、K6、K7可為測量電阻RXL選擇適當倍數的串聯電阻，擴大測量電阻的量程。
3.根據權利要求1所述的二橋臂電阻溫度計，其特徵是測量電阻的外筒、內筒、底座、上蓋用塑料製作，螺母、螺杆用黃銅製作，彈性觸片與彈性導線用鈹銅製作，外筒和內筒都有螺紋槽，電阻線固定在外筒的螺紋槽內，電阻線的兩端引出筒外，固定在筒壁上做為接線柱a、b，內筒與外筒之間、內筒的螺紋槽與電阻線之間滑動配合，底座與外筒用螺紋連接，螺母固定在底座上與外筒同軸線，螺杆固定在內筒中也與外筒同軸線，底座螺母、內筒螺杆的螺距與電阻線的螺距相等，它們的螺紋繞向一致，螺杆與螺母旋在一起，彈性導線在螺母上壓住螺杆，彈性觸片與螺杆連接，彈性觸片的工作部分的一端固定在內筒壁上，另一端與電阻線接觸，螺母上連接引出導線，引出導線固定在底座上作為接線柱c，上蓋與外筒用螺紋連接，上蓋與內筒之間滑動配合，上蓋的標尺可以自由取下，換上不同的標尺，以適應不同溫度量程的測量，上蓋標尺的刻度線與內筒標尺的指示線(即指針)垂直。
專利摘要用於進行遠距離溫度測量的二橋臂電阻溫度計。它以二橋臂電路為基礎，取兩根相同的導線並行繞製作為電橋的比例臂，取測量電阻和幾個用以增加量程的電阻串聯，並與觸點滅弧電容並聯作為比較臂，進行遠距離溫度的測量。它能夠自動排除測量導線距離過遠造成的溫度誤差，提高了遠距離測量的精度。適用於儲藏、工業、科研等領域。這種溫度計具有裝配簡單、操作方便、成本低等特點。
文檔編號G01N7/20GK2202312SQ9322322
公開日1995年6月28日 申請日期1993年9月2日 優先權日1993年9月2日
發明者許建民 申請人:許建民