小體積低功耗的高阻恆溫槽的製作方法

2024-02-06 19:56:15

專利名稱：小體積低功耗的高阻恆溫槽的製作方法
技術領域：
本實用新型屬電子技術領域，主要涉及高阻型直流弱電流放大器(即靜電計)的高阻恆溫裝置。
高阻型靜電計具有電路簡單，使用方便，價格低廉的優點。但高阻(107～1012Ω)的溫度係數大，約2500PPM／℃這使高阻型靜電計的溫度穩定性難以提高。通常採用把高阻安裝在恆溫槽中的辦法以求改進溫度穩定性。
目前所用恆溫槽都是參照普通恆溫加熱爐的結構做成，雖然現代溫度控制技術很容易把爐內的溫度控制在±1℃以內。但在安放高阻元件時的特殊要求，使高阻的實際溫度與恆溫槽所控制的溫度有一定的差別。這是因為根據傳熱學的一般概念，高阻的實際溫度應等於恆溫槽控制的溫度與環境介質的溫度之差，按熱阻「分壓」所得的數值。但是高阻在安裝時，要使用絕緣材料和靜電屏蔽，這使高阻與恆溫槽之間的熱阻大大增加，另一方面高阻與外電路之間的連接導線又降低了高阻與環境介質之間的熱阻。因此高阻本身的溫度在很大程度上仍取決於環境溫度，恆溫效果不好。
本實用新型的目的在於提供一種小體積低功耗的適用於高阻型靜電計專門要求的恆溫槽，以減少高阻對環境溫度的敏感性，提高高阻型靜電計的溫度穩定性。
本實用新型的主要技術特徵是1)將高阻與溫度傳感器對稱地安放在銅製均熱器中，高阻及溫度傳感器的接地端焊接在均熱器上。高阻及溫度傳感器的另一端用細金屬絲與外電路連接。均熱器接地兼作靜電屏蔽用。
2)用市售金屬膜電阻作加熱器。用改進了傳熱性能的環氧樹脂將其固定在均熱器中，實現了節能的內熱式加熱方法。
由於高阻及溫度傳感器都焊接在均熱器上，三者之間熱耦合良好，與一般恆溫加熱爐相比，高阻與恆溫槽之間熱阻大大減小。另一方面採用了細金屬絲的引出線又加大了高阻與環境介質之間的熱阻。按照熱阻「分壓」的原理，高阻對外界環境溫度的變化的敏感度大大降低。高阻周圍仍可採用絕緣材料，保證其高阻端對恆溫槽的絕緣性能，但不影響其傳熱通路。
均熱器為銅製園柱，高阻與溫度傳感器安裝在幾何上對稱的小孔中，孔徑稍大於元件外徑。作為加熱器的金屬膜電阻安裝在另外的小孔中，也要保持幾何上的對稱。採用以Al2O3為填充劑的環氧樹脂固定金屬膜電阻改善了對均熱器的傳熱性能。均熱器成了金屬膜電阻的散熱器，因此可採用較小的元件，超過額定功率使用。均熱器接地還起到靜電屏蔽作用，防止外部幹擾信號通過加熱電阻或溫度傳感器影響高阻的輸入端。
溫度傳感器要挑選從外形到結構材料都與高阻相近的元件，進一步保證兩者的溫度對等性。
綜上所述，採用本實用新型的高阻恆溫槽，降低了高阻對溫度的敏感性，而且由於整個設計緊湊，體積小，同時採用了內熱加熱方式，熱量利用效率高，達到了節能的目的。過高的功率消耗是一般電子電路難以接受的。


附圖為高阻恆溫槽結構剖面圖［1］高阻孔、［2］均熱器、［3］加熱器孔、［4］保溫材料［5］外殼、［6］加熱器孔、［7］溫度傳感器孔。
實施例在銅製園柱上鑽4個小孔，作為均熱器［2］，其中相對的兩個孔［3］，［6］中分別安裝在1個市售金屬膜電阻作為加熱器，用加有Al2O3細粉的環氧樹脂固定電阻。由於均熱器的散熱恆溫作用，1／2W的電阻可超功率運用在1W左右。另外兩個相對的小孔［1］、［7］安裝高阻和溫度傳感器，把它們的一端直接焊在均熱器上作為接地端。另一端用直徑0.1mm的銅絲作引出線。本例中採用體積及外形均與高阻接近的晶體二極體作溫度傳感器。均熱器外填充保溫棉［4］，外殼［5］用聚四氟乙烯加工製成。
權利要求1.一種用於高阻型靜電計的高阻恆溫槽，其特徵在於將高阻與溫度傳感器對稱地安放在兼作靜電屏蔽用的銅製均熱器[2]中，高阻及溫度傳感器的接地端焊接在均熱器[2]上，高阻及溫度傳感器的另一端用細金屬絲與外部電路連接。
專利摘要本實用新型用於穩定直流弱電流放大器中高阻的溫度。具有小體積低功耗的特點。其核心部分採用了一個銅製均熱器，將高阻，溫度傳感器及加熱器都固定在均熱器中，其中高阻和溫度傳感器用焊接的方法固定，用固體傳熱代替了通常的空氣傳熱。加熱器用市售電阻做成，固定在均熱器內，實現了內熱加熱方式。
文檔編號G01R5/00GK2030326SQ8820003
公開日1989年1月4日 申請日期1988年1月7日 優先權日1988年1月7日
發明者張朝宗, 郭志平, 貊大衛, 劉以思, 安福林, 苗齊田 申請人:清華大學