[发明专利]用于热电偶的电插塞连接器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电气连接至少一个第一热电偶导体和一个第二热电偶导体的电插塞连接器，该电插塞连接器包括至少一个导电的第一接触件和至少一个导电的第二接触件，其中，第一热电偶导体需连接在第一接触件上，第二热电偶导体需连接在第二接触件上。

背景技术

通常借助于端子连接，将用于这种类型的热电偶的电插塞连接器，电气连接到热电偶的电导体末端上或装配在热电偶上的补偿导线上。这样的、用于热电偶的插塞连接器也称为热电偶插头或恒温插头。该插塞连接器在建立测温链时用作通用的电气连接装置，以及用于使热电偶与测量仪、测试台、电路设备或类似装置进行标准化电气连接。为了与测量仪或电路设备相接触，通常将热电偶插头插入与该插头互补的插座或插塞式连接装置中。为此，待与热电偶插头连接的插座或连接插槽或者直接安装在电路设备（例如印刷电路板）的板坯上，或者安装在测量仪（例如测试台或开关柜）的壳体上。为了跨接较大的测量距离，可以在测温端和测量仪之间使用补偿导线作为低成本的延长线，该延长线在一定的温度范围内，具有与两个热电偶导体类似的热电性能。如果使用补偿导线，则该补偿导线通常设有接线端子，能够将两个断开的热电偶导体电气连接在该接线端子上，其中，热电偶插头安装在相对的补偿导线末端。

根据热电效应，用于温度测量的热电偶的测量原理是以两个分别在末端彼此连接的金属导体之间所产生的热电电压为依据，当在连接点具有不同于两个断开的导体末端的温度时，在该导体末端能够测得热电压。两个由不同材料制成的电导体（也称为温差电偶）彼此连接在热电偶的测温端上。在各断开的末端（也称为参比端或冷端）上，两个热电偶导体与用于测量热电电压的测量仪相连接。

为了借助于热电偶，由测得的热电电压值确定测量端温度，必须考虑到参比端温度，因为在热电偶上能够测得的热电电压取决于测量端和参比端之间的温差。因此必须由测得的热电电压值相对于参比端温度确定测量端温度。

由现有技术已知多种与温度相关的电阻，这些电阻用于确定和补偿热电偶的参比端温度。此外，由现有技术已知多种方法，这些方法借助于集成电路，不仅确定热电电压值，而且直接补偿参比端温度。然而这种已知方法的缺点在于，不是直接在热电偶的参比端测量温度，即，不是在热电偶的两个导体末端上或补偿导线上进行测量，而通常是在位于测量仪或测试台壳体内部的电路设备或电路板上进行测量。因为这两个导体通常安装在测量仪外部的端子上，所以实际的参比端温度和测得的参比端温度之间存在温度偏差。

由文献US 5，167，519已知一种具有对参比端温度进行温度补偿的通用连接器。热电偶插头能够借助于螺旋式端子连接件电气连接在这种通用连接器上。为了测量或补偿参比端温度，在这样的通用连接器上将电温度传感器放入两个相互电隔离的铜块之间，借助于端子连接，能够将待连接的热电偶插头的连接销固定到该铜块上。

由文献US 5，167，519已知的通用连接器没有解决这个问题，即热电偶插头或热电偶插头的电连接销与配备了温度传感器的通用连接器之间的电气连接点是不可忽略的热阻。

因为热电偶的测量端（即，在测量点上）和参比端（即，在电气连接在热电偶的热电偶插头上的、热电偶的导体末端上）之间必然存在温度梯度，所以由于两个热导体的导热性能（取决于有正温度梯度还是有负温度梯度），对参比端持续地供热或散热从而至少暂时地对参比端加热或冷却。

此外，通过热电偶插头的连接销（例如根据文献US5，167，519与通用连接器相连接的连接销），同样能够产生持续地供热或散热。但是如果热电偶插头的电连接销和通用连接器之间的连接点具有热阻，则参比端上的温度和温度传感器上的温度之间的温度梯度可能出错，因为参比温度测量受到测量误差的影响。

此外，如果将具有不同横截面或热导率的热导体的热电偶插头安装在这样的通用连接器上，则由于变化的热阻以及变化的温度梯度导致的变化的热阻，可以预计到参比端上对温度测量的影响。

此外，如果使安装在这样的通用连接器上的热电偶插头遭受热气流或冷气流（与当地不同的环境温度相关），或者如果将具有与温度传感器上的温度偏离的起始温度的热电偶连接在这样的通用连接器上，例如在更换热电偶时，则在温度传感器和参比端之间同样存在温度梯度，由此使测量链受到偶然的或动态的测量误差的影响。

发明内容

本发明的目的在于，以所揭示的现有技术为基础，实现了一种使用热电偶插头的、用于确定和补偿热电偶的参比端温度的、改进了的装置。此外，应该可以简单经济地制造该装置，以及该装置在同时具有良好的使用性的情况下，具有简单的装配可行性。