一種用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，包括標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器、密封容器、銅導(dǎo)線、恒溫箱、接線板以及電阻測量儀，密封容器放置于恒溫箱內(nèi)的恒溫介質(zhì)中，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器及待標(biāo)定的熱敏電阻均位于密封容器內(nèi)，銅導(dǎo)線的一端與密封容器的內(nèi)壁相連接，銅導(dǎo)線的另一端與待標(biāo)定的熱敏電阻相連接，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器與銅導(dǎo)線的中部相連接，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器的輸出端及待標(biāo)定的熱敏電阻的輸出端均通過容器外接線板與電阻測量儀的輸入端相連接。本發(fā)明可以準(zhǔn)確地完成對沒有經(jīng)過防水密封的熱敏電阻的溫度系數(shù)標(biāo)定。
【專利說明】-種用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，具體涉及一種用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié) 構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱敏電阻在溫度測量中發(fā)揮著廣泛而重要的作用，要用熱敏電阻精確測量待測對 象的溫度必須了解和確定所用熱敏電阻的溫度系數(shù)。對于批量生產(chǎn)的工業(yè)熱敏電阻，溫度 系數(shù)通常由廠家給出，作為用戶可以直接采信，但是對于一些用戶定制的或廠家未給出溫 度系數(shù)的熱敏電阻，則需要用戶親自對其進(jìn)行測量和標(biāo)定。
[0003] 常用的溫度傳感器從封裝上大致可分為兩類，一類是防水型的溫度傳感器，另外 一種是沒有經(jīng)過防水密封的溫度傳感器。
[0004] 防水型熱敏電阻就屬于第一類，它是將熱敏電阻元件密封在金屬等導(dǎo)熱套管中， 經(jīng)防水處理，用多芯電纜引出，可用于潮濕等惡劣環(huán)境中。但對于沒有經(jīng)過防水密封的熱敏 電阻，如果采用與第一類熱敏電阻相同的方法直接浸沒在恒溫介質(zhì)中來標(biāo)定溫度系數(shù)，則 可能引發(fā)傳感器短路和被介質(zhì)污染的危險，造成標(biāo)定失敗。因此對于未經(jīng)防水密封處理的 熱敏電阻，通常采用以空氣為導(dǎo)熱介質(zhì)的溫控箱來標(biāo)定溫度系數(shù)，但由于溫控箱的溫度均 勻性和溫控精度通常只能達(dá)到0. 5°C，存在標(biāo)定精度不高的不足，無法滿足需要精密溫度測 量的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種用于熱敏電阻溫度系數(shù) 標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)可以準(zhǔn)確的完成對沒有經(jīng)過防水密封的熱敏電阻的溫度系數(shù) 標(biāo)定。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)包括標(biāo)準(zhǔn) 溫度傳感器、密封容器、銅導(dǎo)線、恒溫箱、容器外接線板以及電阻測量儀，密封容器放置于恒 溫箱內(nèi)的恒溫介質(zhì)中，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器及待標(biāo)定的熱敏電阻均位于密封容器內(nèi)，銅導(dǎo)線的 一端與密封容器的內(nèi)壁相連接，銅導(dǎo)線的另一端與待標(biāo)定的熱敏電阻相連接，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳 感器與銅導(dǎo)線的中部相連接，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器的輸出端及待標(biāo)定的熱敏電阻的輸出端均通 過容器外接線板與電阻測量儀的輸入端相連接。
[0007] 所述待標(biāo)定的熱敏電阻包括容器內(nèi)接線板、兩根支撐銅線、以及用于探測溫度的 金屬絲，容器內(nèi)接線板上設(shè)有兩片敷銅膜，兩根支撐銅線的一端分別與兩片敷銅膜的一端 相連接，兩根支撐銅線的另一端分別與金屬絲的兩端相連接，兩片敷銅膜的另一端均通過 多芯電纜與容器外接線板相連接，銅導(dǎo)線與任意一片敷銅膜相連接。
[0008] 所述容器外接線板通過兩根多芯電纜分別與標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器的輸出端及待標(biāo)定 的熱敏電阻的輸出端相連接，多芯電纜穿過密封容器頂部的蓋板且與密封容器頂部的蓋板 密封連接。
[0009] 所述兩根多芯電纜均包括四根導(dǎo)線，其中，第一個多芯電纜上四根導(dǎo)線的一端與 標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器的輸出端相連接，第一個多芯電纜上四根導(dǎo)線的另一端與容器外接線板相 連接；第二個多芯電纜上兩根導(dǎo)線的一端與一片敷銅膜相連接，第二個多芯電纜上另外兩 根導(dǎo)線的一端與另一片敷銅膜相連接，第二個多芯電纜上的四根導(dǎo)線的另一端與容器外接 線板相連接。
[0010] 所述多芯電纜與密封容器頂部的蓋板通過密封膠密封連接。
[0011] 所述蓋板上開設(shè)有圓孔，多芯電纜穿過所述圓孔，多芯電纜與所述圓孔的內(nèi)壁通 過密封膠密封連接。
[0012] 所述標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器為PT100標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器。
[0013] 所述銅導(dǎo)線的中部纏繞于標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器的外護(hù)套上；
[0014] 所述銅導(dǎo)線的中部及端部均通過導(dǎo)熱乳膠分別固定于標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器的外護(hù)套 上以及密封容器的內(nèi)壁上。
[0015] 所述密封容器通過絕緣導(dǎo)熱材料制作而成；
[0016] 所述電阻測量儀為雙路精密電阻測量儀。
[0017] 所述密封容器包括蓋板以及容器，蓋板與容器的頂部的開口通過卡扣或螺紋密封 連接。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] 本發(fā)明所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)在對待標(biāo)定的熱敏電阻進(jìn) 行標(biāo)定的過程中，通過恒溫箱對密封容器的壁面進(jìn)行控溫，使得熱量在密封容器壁面、銅導(dǎo) 線、待標(biāo)定熱敏電阻及標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器之間傳遞，經(jīng)足夠長時間后，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器上的溫 度與待標(biāo)定的熱敏電阻上的溫度相一致，然后通過容器外接線板采集標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器產(chǎn)生 的第一電信號以及待標(biāo)定的溫度傳感器產(chǎn)生的第二電信號，然后將所述第一電信號及第二 電信號轉(zhuǎn)發(fā)至電阻測量儀中，從而測量出標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器以及待標(biāo)定的熱敏電阻上的電阻 變化，然后將標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器上的電阻變化以及待標(biāo)定的熱敏電阻上的電阻變化進(jìn)行對 t匕，從而完成對待標(biāo)定的熱敏電阻的標(biāo)定，同時在標(biāo)定的過程中，由于標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器以及 待標(biāo)定的溫度傳感器均位于密封容器中，有效避免恒溫箱中的恒溫介質(zhì)進(jìn)入到密封容器中 而使標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器及待標(biāo)定的熱敏電阻受損，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實用性強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明中密封容器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 其中，1為多芯電纜、2為銅導(dǎo)線、3為容器、4為敷銅膜、5為支撐銅線、6為金屬絲、 7為蓋板、8為標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0024] 參考圖1及圖2,本發(fā)明所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)包括標(biāo)準(zhǔn) 溫度傳感器8、密封容器、銅導(dǎo)線2、恒溫箱、容器外接線板以及電阻測量儀，密封容器放置 于恒溫箱內(nèi)的恒溫介質(zhì)中，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8及待標(biāo)定的熱敏電阻均位于密封容器內(nèi)，銅 導(dǎo)線2的一端與密封容器的內(nèi)壁相連接，銅導(dǎo)線2的另一端與待標(biāo)定的熱敏電阻相連接，標(biāo) 準(zhǔn)溫度傳感器8與銅導(dǎo)線2的中部相連接，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8的輸出端及待標(biāo)定的熱敏電 阻的輸出端均通過容器外接線板與電阻測量儀的輸入端相連接。
[0025] 需要說明的是，所述待標(biāo)定的熱敏電阻包括容器內(nèi)接線板、兩根支撐銅線5、以及 用于探測溫度的金屬絲6,容器內(nèi)接線板上設(shè)有兩片敷銅膜4,兩根支撐銅線5的一端分別 與兩片敷銅膜4的一端相連接，兩根支撐銅線5的另一端分別與金屬絲6的兩端相連接，兩 片敷銅膜4的另一端均通過多芯電纜與容器外接線板相連接，銅導(dǎo)線2與任意一片敷銅膜4 相連接，容器外接線板通過兩根多芯電纜1分別與標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8的輸出端及待標(biāo)定的 熱敏電阻的輸出端相連接，多芯電纜1穿過密封容器頂部的蓋板7且與密封容器頂部的蓋 板7密封連接。兩根多芯電纜1均包括四根導(dǎo)線，其中，第一個多芯電纜1上四根導(dǎo)線的一 端與標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8的輸出端相連接，第一個多芯電纜1上四根導(dǎo)線的另一端與容器外 接線板相連接；第二個多芯電纜1上兩根導(dǎo)線的一端與一片敷銅膜4相連接，第二個多芯電 纜1上另外兩根導(dǎo)線的一端與另一片敷銅膜4相連接，第二個多芯電纜1上的四根導(dǎo)線的 另一端與容器外接線板相連接，多芯電纜1與密封容器頂部的蓋板7通過密封膠密封連接。 蓋板7上開設(shè)有圓孔，多芯電纜1穿過所述圓孔，多芯電纜1與所述圓孔的內(nèi)壁通過密封膠 密封連接；標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8為PT100標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器，所述銅導(dǎo)線2的中部纏繞于標(biāo)準(zhǔn)溫 度傳感器8的外護(hù)套上；所述銅導(dǎo)線2的中部及端部均通過導(dǎo)熱乳膠分別固定于標(biāo)準(zhǔn)溫度 傳感器8的外護(hù)套上以及密封容器的內(nèi)壁上。所述密封容器通過絕緣導(dǎo)熱材料制作而成； 所述電阻測量儀為雙路精密電阻測量儀，密封容器包括蓋板7以及容器3,蓋板7與容器3 的頂部的開口通過卡扣或螺紋密封連接。
[0026] 該密封容器為瓶狀容器，材料可選擇為玻璃等絕緣導(dǎo)熱材料，形狀為圓柱形，瓶口 直徑大于金屬絲6長度，密封容器的蓋板7采用導(dǎo)熱材料制作而成，蓋上后為確保容器3在 整個標(biāo)定溫度范圍內(nèi)的密封性，應(yīng)在容器3及其蓋板7接縫處用適當(dāng)?shù)拿芊獠牧厦芊?，一?采用乳膠或石蠟，對于-20?+40°C溫度范圍，采用石蠟獲得了良好的密封效果。蓋板7上 開設(shè)有兩個圓孔，一個用于把連接有待標(biāo)定的熱敏電阻的多芯電纜1穿出到密封容器外， 以便對待標(biāo)定的熱敏電阻的電阻值進(jìn)行四線法測量；另一個用于把連接有標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器 8的多芯電纜1穿出到密封容器外，以便對標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8的電阻值進(jìn)行四線法測量。兩 個圓孔的直徑應(yīng)略大于多芯電纜1外皮的直徑，以方便電纜穿過。為確保標(biāo)定過程中恒溫 介質(zhì)不會從蓋板7上的圓孔與多芯電纜1外皮間滲入，應(yīng)在多芯電纜1穿好后，先用固化后 具有彈性的密封膠（如704硅橡膠）從蓋板7的內(nèi)外兩個方向?qū)A孔與多芯電纜1外皮間 隙進(jìn)行密封，待固化后再用固化后強(qiáng)度和硬度較大的快干膠從密封蓋的內(nèi)外兩個方向?qū)A 孔與多芯電纜1外皮間隙進(jìn)行密封，同時本發(fā)明所用的膠之間、以及膠與恒溫箱中的恒溫 介質(zhì)之間在標(biāo)定范圍內(nèi)均不發(fā)生反應(yīng)或浸蝕現(xiàn)象。
[0027] 當(dāng)需要在一個密封容器內(nèi)同時標(biāo)定多個溫度傳感器時，則多芯電纜1的導(dǎo)線的數(shù) 量為待標(biāo)定的溫度傳感器數(shù)量的4倍，每個待標(biāo)定的溫度傳感器都采用4線連接，而且需要 清楚標(biāo)識。相鄰待標(biāo)定的溫度傳感器的容器內(nèi)接線板采用三明治疊層結(jié)構(gòu)，中間用2cm左 右厚度的泡沫或膠墊等絕緣材料相隔，外層用絕緣膠布纏裹固定，以免標(biāo)定過程中因為容 器3移動而發(fā)生內(nèi)部金屬絲6粘連或短路現(xiàn)象。
[0028] 本發(fā)明已成功應(yīng)用于對待標(biāo)定的熱敏電阻在-20?+40°C溫度范圍內(nèi)的溫度系數(shù) 標(biāo)定實驗，具有操作簡便、結(jié)構(gòu)牢固、無液體滲漏、容器3內(nèi)溫度平衡速度快（在容器3外恒 溫介質(zhì)溫度達(dá)到預(yù)定溫度后半小時內(nèi)，容器3內(nèi)溫度達(dá)到平衡狀態(tài)）、拆裝方便、標(biāo)定精度 高等優(yōu)點，可推廣用于類似熱敏電阻溫度系數(shù)的標(biāo)定實驗中。
[0029] 需要注意的是：整個標(biāo)定實驗需要關(guān)注三個數(shù)值：1、恒溫箱中恒溫介質(zhì)的實測溫 度值，如設(shè)定溫度為〇°C，如果采用精度為小數(shù)點后三位的精密儀表檢測，則如果該實測溫 度值達(dá)到-0. 00% 0. 009,且在10分鐘內(nèi)沒有超出該范圍，認(rèn)為恒溫箱中恒溫介質(zhì)的實際溫 度達(dá)到設(shè)定值。2、密封容器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8的實測阻值，以0°C為例，當(dāng)在10分鐘內(nèi) PT100的實測阻值僅在99. 9990?100. 0009(以測電阻精度為小數(shù)點后四位為例）之間變 化，認(rèn)為密封容器內(nèi)溫度達(dá)到熱平衡。3、待標(biāo)定的熱敏電阻，采用四線法進(jìn)行測量，其阻值 僅小數(shù)點后最后一位變化而其它位不變時，認(rèn)為待標(biāo)定的熱敏電阻與密封容器內(nèi)溫度實時 監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8的溫度相同，在這10分鐘內(nèi)進(jìn)行3次等時間間隔的讀數(shù)取平均值， 為實時監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器8指示溫度時的特征電阻。
[0030] 實施例一
[0031] 分別對-20°C、0°C、+20°C和+40°C四個溫度點時的3個待標(biāo)定的溫度傳感器進(jìn)行 了實時標(biāo)定，結(jié)果如下：
[0032] 檢定規(guī)程JJG229-2010工業(yè)鉬、銅熱電阻檢定規(guī)程
[0033] 儀器設(shè)備：超級電阻測溫儀5?400Q，不確定度U = 5*10_6Q，k = 2，
[0034] 標(biāo)準(zhǔn)鉬電阻溫度計-189. 344?419. 527°C -等
[0035] 鉬絲：Pt020001 (20iim 直徑）
[0036] 鎢絲：TuOlOOOl (IOiim 直徑）
[0037] 鎢絲：Tu008001 (8 ii m 直徑）
[0038] 表1為3個待標(biāo)定的熱敏電阻在不同溫度時的電阻值，然采用線性擬合的方法得 到該三個待標(biāo)定的熱敏電阻的溫度系數(shù)，如表2所示：
[0039] 表 1
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器 (8)、密封容器、銅導(dǎo)線（2)、恒溫箱、容器外接線板以及電阻測量儀，密封容器放置于恒溫箱 內(nèi)的恒溫介質(zhì)中，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器（8)及待標(biāo)定的熱敏電阻均位于密封容器內(nèi)，銅導(dǎo)線（2) 的一端與密封容器的內(nèi)壁相連接，銅導(dǎo)線（2)的另一端與待標(biāo)定的熱敏電阻相連接，標(biāo)準(zhǔn) 溫度傳感器（8)與銅導(dǎo)線（2)的中部相連接，標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器（8)的輸出端及待標(biāo)定的熱 敏電阻的輸出端均通過容器外接線板與電阻測量儀的輸入端相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述待標(biāo)定的熱敏電阻包括容器內(nèi)接線板、兩根支撐銅線（5)、以及用于探測溫度的金屬絲 (6)，容器內(nèi)接線板上設(shè)有兩片敷銅膜（4)，兩根支撐銅線（5)的一端分別與兩片敷銅膜（4) 的一端相連接，兩根支撐銅線（5)的另一端分別與金屬絲（6)的兩端相連接，兩片敷銅膜 (4)的另一端均通過多芯電纜與容器外接線板相連接，銅導(dǎo)線（2)與任意一片敷銅膜（4)相 連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 容器外接線板通過兩根多芯電纜（1)分別與標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器（8)的輸出端及待標(biāo)定的熱敏 電阻的輸出端相連接，多芯電纜（1)穿過密封容器頂部的蓋板（7)且與密封容器頂部的蓋 板（7)密封連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 兩根多芯電纜（1)均包括四根導(dǎo)線，其中，第一個多芯電纜（1)上四根導(dǎo)線的一端與標(biāo)準(zhǔn)溫 度傳感器（8)的輸出端相連接，第一個多芯電纜（1)上四根導(dǎo)線的另一端與容器外接線板 相連接；第二個多芯電纜（1)上兩根導(dǎo)線的一端與一片敷銅膜（4)相連接，第二個多芯電纜 (1)上另外兩根導(dǎo)線的一端與另一片敷銅膜（4)相連接，第二個多芯電纜（1)上的四根導(dǎo)線 的另一端與容器外接線板相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 多芯電纜（1)與密封容器頂部的蓋板（7)通過密封膠密封連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 蓋板（7)上開設(shè)有圓孔，多芯電纜（1)穿過所述圓孔，多芯電纜（1)與所述圓孔的內(nèi)壁通過 密封膠密封連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1用于所述的熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器（8)為PT100標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述銅導(dǎo)線（2)的中部纏繞于標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器（8)的外護(hù)套上； 所述銅導(dǎo)線（2)的中部及端部均通過導(dǎo)熱乳膠分別固定于標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器（8)的外護(hù) 套上以及密封容器的內(nèi)壁上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述密封容器通過絕緣導(dǎo)熱材料制作而成； 所述電阻測量儀為雙路精密電阻測量儀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于熱敏電阻溫度系數(shù)標(biāo)定的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 密封容器包括蓋板（7)以及容器（3)，蓋板（7)與容器（3)的頂部的開口通過卡扣或螺紋密 封連接。
【文檔編號】G01K15/00GK104374494SQ201410659272
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】趙軍衛(wèi), 張志剛, 強(qiáng)希文, 封雙聯(lián), 關(guān)小偉, 吳敏, 羅振瑩 申請人:中國人民解放軍63655部隊