专利名称：一种研究温度传感器温度特性的实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验教学仪器，更具体的说，是一种研究温度传感器温 度特性的实验仪。
背景技术：
温度传感器是检测温度的器件，被广泛用于工农业生产、科学研究和日常生 活等领域，其种类多、发展快，如热电偶、热敏电阻、铂电阻等，利用其产生的 热电动势或电阻随温度变化的特性来测量物体的温度，因此，被大量应用在汽车、 船舶、控制设备、工业测量、通讯设备上。所以，通过测量几种常用的温度传感 器其物理量随温度的变化的特征来研究不同温度传感器的特性被列为目前大专
院校物理实验内容之一。 一般，要研究温度传感器的特性，必须在温度o'c开始
测量，再每隔1(TC测量一次，直至温度达10(TC，来观察其温度传感器物理量的
变化。而目前学校实验室在测量温度or时温度传感器的物理量比较容易，只要
将温度传感器插入冰水混合容器中就可以测量，但在环境温度较高时要使其从0 'C开始每上升温度l(TC直至室温这一阶段来进行测量就十分困难。导致大部分 学校实验室在进行温度传感器温度特性实验时只从室温开始，再通过加热方法来 测量室温至温度10(TC之间的温度传感器物理量变化，无疑，这对研究各种温度 传感器的温度特性是有缺陷的。同时，因温度传感器的品种繁多，其实验内容及 测量方法也各不相同，如PtlOO型温度传感器物理量变化是电阻值变化，用电桥 法测量；LM35型温度传感器物理量变化是电压值变化，须测量其不同温度时的 电压值变化等等，而目前学校实验室对温度传感器物理量变化的测量都是单一性 的，如要改变一种温度传感器进行测量，应根据其特性及实验方法组合另一套实 验设备，因此，要测量多品种温度传感器，相应也必须多投入实验设备。

实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种能在同一台实验仪上进行温度0'C 10(TC范围内并可采用多种方法对不同规格温度传感器的温 度特性研究的实验仪器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的
一种研究温度传感器温度特性的实验仪，包括面板和温度传感器插杆，所述 面板上设有加热干井总成、致冷干井总成、PID温度控制仪和数字式电压表，并 与工作电源相连。
作为本实用新型的一种改进，所述加热干井总成包括相连固定的绝缘衬套和 加热铜块，电热管塞入电热管固定套管中并用电热管锁紧螺母固定；所述加热铜 块上装有PtlOO型温度传感器，所述PtlOO型温度传感器与所述PID温度控制 仪连接，所述电热管与所述工作电源连接，所述绝缘衬套和加热铜块上都钻有温 度传感器插孔。
作为本实用新型的一种改进，所述致冷干井总成包括相连固定的绝缘衬套、 致冷铝块和带风扇的散热器，致冷铝块与散热器之间设有半导体致冷元件；所述 半导体致冷元件与所述工作电源相连，并受面板上的电流调节器所控制，所述致 冷铝块上装有PtlOO型温度传感器，所述PtlOO型温度传感器与所述PID温度 控制仪连接，所述绝缘衬套和致冷铝块上都钻有温度传感器插孔。 作为本实用新型的一种改进，所述温度传感器插孔的数量为4只。 作为本实用新型的一种改进，所述温度传感器插杆为一根顶端密闭的空心金 属管，内装一只温度传感器；所述温度传感器的引出线通过手柄用导线与插头相 连。
作为本实用新型的一种改进，所述空心金属管为空心铜管；里面所安装的温 度传感器分别有PtlOO型铂电阻温度传感器、NTC型热敏电阻温度传感器、LM35 电压型集成温度传感器、AD590电流型集成温度传感器和PN结温度传感器这五 种。
作为本实用新型的一种改进，所述工作电源设置在一个封闭的金属机箱内；
所述面板固定在所述机箱的表面。
作为本实用新型的一种改进，所述面板上设有供实验时连接导线用的插座，
并与所述工作电源相连。
作为本实用新型的一种改进，所述面板的表面还印有电子元件的符号、参数以及不同实验方法的连接线路。
本实用新型中所述的加热干井总成是通过加热元件使加热干井从环境温度 逐渐升至IO(TC，加热干井可供四支温度传感器插杆同时插入；
本实用新型中所述的致冷干井总成是通过半导体致冷元件使致冷干井从环 境温度逐渐降至温度(TC，致冷干井可供四支温度传感器插杆同时插入；
本实用新型中所述的PID温度控制仪连接于加热干井及致冷干井总成，可进 行在加热或降温时的温度设置和实时温度测量；
本实用新型中所述的数字式电压表连接于温度传感器，作温度传感器在不同 温度时的电压值测量或作电子检流计用；
本实用新型中所述的工作电源由变压器及线路板组成，是提供给加热干井总 成、致冷干井总成、PID温度控制仪、数字式电压表及测量时所需的电源。
本实用新型通过上述部件来实现对温度传感器温度特性的测量及研究将一 支或四支温度传感器插杆同时插入致冷干井总成中，开启工作电源，PID温度控 制仪设置好所需温度0'C，通过半导体致冷元件使致冷干井从环境温度逐渐降至 温度0'C，待稳定数分钟后，根据不同规格的温度传感器并使用不同的测量方法
进行测量，并记录在温度0。C时各温度传感器的物理量，然后，PID温度控制仪
设置一个阶梯温度，然后改变半导体致冷元件的工作电流，使温度上升至所设置 的阶梯温度，待稳定数分钟后再一次测量并记录各温度传感器的物理量，以后每 隔一个阶梯设置并测量一次，待温度升至环境温度时，将温度传感器插杆移至加 热干井总成中，开启加热干井总成电源使加热干井温度逐渐上升并每隔阶梯温度
设置并测量一次，直至温度100'C。然后，将测量数据通过计算机作图进行各温
度传感器温度特性的研究。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果
1、 在同一台实验仪上能使用不同方法对不同规格的温度传感器进行测量，
减少了实验设备的投资并节约能源；
2、 在环境温度较高的情况下，能测量O"C至IO(TC之间各温度传感器的物理 量，完善了实验内容。


图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1中9加热干井总成的结构示意图； 图3是图2的俯视图4是图1中IO致冷干井总成的结构示意图5是本实用新型的温度传感器插杆的结构示意图。
图中l面板，2机箱，3PID温度控制仪调节按钮，4PID温度控制仪， 5数字电压表，6加热、致冷切换开关，7电流调节器，8插座，9加热干井 总成，IO致冷干井总成，ll绝缘衬套，12加热铜块，13电热管，14电热 管锁紧螺母，15电热管固定套管， 16 Pt100温度传感器，17温度传感器 插孔，18半导体致冷元件，19散热器，20风扇，21固定螺栓，22固定板， 23致冷铝块，24温度传感器，25空心铜管，26手柄，27导线，28插头。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述 如图l所示，本实用新型的实验仪机箱为封闭式金属机箱2，内部安装有变 压器及线路板等部件组成的工作电源;铝制的面板1采用螺钉固定在机箱2表面， 面板上设有加热干井总成9、致冷干井总成IO、 PID温度控制仪4和数字式电压 表5，并与工作电源相连。
在面板1上还装有PID温度控制仪调节按钮3，作温度上升或下降设置调节 用；安装于面板1的PID温度控制仪4能显示设置温度值及致冷或加热时实时 温度测量值；安装于面板1的数字电压表5在电压法、电流法或电桥法测量温度 传感器时显示电压值或作检流计用；安装于面板1的加热、致冷切换开关6为加 热或致冷时切换电源用；安装于面板1的电流调节器7用于调节半导体致冷元件 电流大小，以控制温度下降或上升；安装于面板1的插座8为实验时连接导线之 用；安装于面板1的加热干井总成9可供温度传感器插杆插入，并能提供其室温 至IOO'C温度；安装于面板1的致冷干井总成10可供温度传感器插杆插入，并 能提供其O'C至室温温度；面板1的表面上还印有五种不同测量方法的线路连接 示意图。
图2、图3为本实用新型加热干井总成的结构示意图。图中，绝缘衬套11 下部固定加热铜块12，绝缘衬套11上的温度传感器插孔17与加热铜块12上四 圆孔同心，供温度传感器插杆插入，加热铜块12底部中心固定有电热管固定套
7管15，电热管13塞入电热管固定套管15中并用电热管锁紧螺母14紧固并用导 线连接于工作电源，加热铜块12上还装有PtlOO温度传感器16并用导线与PID 温度控制仪4连接。
图4为本实用新型致冷干井总成的结构示意图。图中，绝缘衬套ll下部固 定致冷铝块23，绝缘衬套11上的温度传感器插孔17与致冷铝块23上四圆孔同 心，供温度传感器插杆插入，致冷铝块23与散热器19之间安装半导体致冷元件 18，利用固定板22和固定螺栓21使半导体致冷元件18的两平面分别紧贴于致 冷铝块23与散热器19，散热器19下方还固定有风扇20，半导体致冷元件18 用导线与工作电源连接，致冷铝块23还装有PtlOO温度传感器16并用导线与 PID温度控制仪4连接。
图5为本实用新型温度传感器插杆的结构示意图。图中，温度传感器插杆由 温度传感器24、空心铜管25、手柄26、导线27和插头28组成，其中空心铜管 25—端为封闭，另一端固定于手柄26，温度传感器24穿过手柄26至空心铜管 25封闭端顶部，温度传感器24用导线27与插头28连接。
本实用新型可在温度0'C至IO(TC范围内，任意设置阶梯温度对不同规格的 传感器并采用多种方法进行物理量测量和温度特性研究。
本实用新型的一种具体实验过程如下将一种(最多四种)规格温度传感器 插杆插入致冷干井总成10上的温度传感器插孔17中，并根据不同规格的温度传 感器24所采用的测量方法将插头28插入相应的插座8中，通过PID温度控制 仪调节按钮3在PID温度控制仪4设置温度为0°C ，将加热、致冷切换开关6切 换至致冷方向，开启工作电源使半导体致冷元件18工作，待PID温度控制仪4 显示为O'C时稳定数分钟后测量各温度传感器24的物理量并记录；再通过PID 温度控制仪调节按钮3在PID温度控制仪4设置一阶梯温度，调节电流调节器7 使半导体致冷元件18工作电流减小，温度开始上升，待温度升至所设置的阶梯 温度时，进行第二次测量和记录，此过程直至达到室温；然后将温度传感器插杆 移入加热干井总成9中，将加热、致冷切换开关6切换至加热方向，通过PID 温度控制仪调节按钮3在PID温度控制仪4设置室温以上的相同阶梯温度，开 启加热工作电源，使电热管13工作，待PID温度控制仪4显示为所设置阶梯温 度时稳定数分钟后测量各温度传感器24的物理量并记录，此过程直至达到温度
8IOO'C。全过程测量完毕后，将测量数据输入计算机并作图分析，掌握所测量的 温度传感器的温度特性。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然， 本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从 本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的 保护范围。
权利要求1、一种研究温度传感器温度特性的实验仪，包括面板(1)和温度传感器插杆，其特征在于，所述面板(1)上设有加热干井总成(9)、致冷干井总成(10)、PID温度控制仪(4)和数字式电压表(5)，并与工作电源相连。
2、 根据权利要求1所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所述加 热干井总成(9)包括相连固定的绝缘衬套(11)和加热铜块(12)，电热管(13) 塞入电热管固定套管(15)中并用电热管锁紧螺母(14)固定；所述加热铜块(12) 上装有Pt100型温度传感器(16)，所述PtlOO型温度传感器(16)与所述PID 温度控制仪(4)连接，所述电热管(13)与所述工作电源连接，所述绝缘衬套(11)和加热铜块(12)上都钻有温度传感器插孔(17)。
3、 根据权利要求1所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所述致 冷干井总成(10)包括相连固定的绝缘衬套(11)、致冷铝块(23)和带风扇(20) 的散热器(19)，致冷铝块(23)与散热器(19)之间设有半导体致冷元件(18); 所述半导体致冷元件(18)与所述工作电源相连，并受面板(2)上的电流调节 器(7)所控制，所述致冷铝块(23)上装有Pt100型温度传感器(16)，所述PtlOO 型温度传感器(16)与所述PID温度控制仪(4)连接，所述绝缘衬套(11)和 致冷铝块(23)上都钻有温度传感器插孔(17)。
4、 根据权利要求2或3所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所 述温度传感器插孔(17)的数量为4只。
5、 根据权利要求1所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所述温 度传感器插杆为一根顶端密闭的空心金属管，内装一只温度传感器(24);所述 温度传感器(24)的引出线通过手柄(26)用导线(27)与插头(28)相连。
6、 根据权利要求5所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所述空 心金属管为空心铜管(25);里面所安装的温度传感器(24)分别有PtlOO型铂电 阻温度传感器、NTC型热敏电阻温度传感器、LM35电压型集成温度传感器、 AD590电流型集成温度传感器和PN结温度传感器这五种。
7、 根据权利要求1所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所述工 作电源设置在一个封闭的金属机箱(2)内；所述面板(1)固定在所述机箱(2) 的表面。
8、 根据权利要求7所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所述面板(1)上设有供实验时连接导线用的插座(8)，并与所述工作电源相连。
9、根据权利要求1所述的研究温度传感器温度特性的实验仪，其特征在于，所述面 板(1)的表面还印有电子元件的符号、参数以及不同实验方法的连接线路。
专利摘要本实用新型公开了一种实验教学仪器，旨在提供一种研究温度传感器温度特性的实验仪。该仪器包括面板和温度传感器插杆，面板上设有加热干井总成、致冷干井总成、PID温度控制仪和数字式电压表，并与工作电源相连。采用本实用新型能实现在同一台实验仪上进行温度在0℃～100℃范围内的、多种实验方法的、不同规格温度传感器的温度特性研究，节省了设备资源。
文档编号G01K15/00GK201364671SQ20092011403
公开日2009年12月16日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者乐培界, 斯公寿 申请人:乐培界