[实用新型]一种热电偶用电子冰点发生器

说明书

本实用新型涉及一种工业上普遍采用的测温传感器——热电偶的冷端冰点恒定，它属于热工仪表的技术领域。

在测温技术中，热电偶所产生的热电势与热电偶两端（冷端和热端）的温差呈一定的函数关系，为了准确的测出被测体（热端）的实际温度，必须保持冷端的温度恒定。但是，热电偶的冷端一般是处于工作间的室温之中，当室内温度随气温或其它因素发生变化时，显然，热电偶所产生的热电势不可能真实的反映出被测体（热端）的实际温度。为解决这一问题，现有技术是采用物理冰瓶法或冷端补偿器法来保持冷端温度的恒定。这两种方法的使用也存在一些问题，冰瓶法需保温性能良好的容器，在其中注入冰水混合体，一般埋入地下，使其温度保持在0℃，将热电偶的冷端置于冰瓶之中，显然，这是极不方便的，尤其在环境温度较高时，需要经常的向冰瓶添加冰块，而冰块的制备和存放都比较困难，其成本也高，所以在工业上没有得到普遍采用。冷端补偿器法实质上是一个不平衡电桥，选择与所用热电偶之电热特性相对应的金属热电阻做为电桥的一个臂，按比例向电桥施加电压，从正向或反向补偿热电势，其等效作用是使冷端温度保持不变，由于各种温区所使用的热电偶型号（材质）不同，使此冷端补偿器中也需选用相应的热敏金属材料做电阻，而热电势完全互补的金属材料是没有的，所以这种补偿只能做到近似补偿，最高也只能达到B级测量精度。尤其是一种型号的热电偶只能使用相对应的补偿器，不能通用或互换，并且，同种型号的也不能并联使用，所以其实际使用成本很高。再者，对热电势的实际补偿效果不能直接观察，需用专门仪器测出，很不方便。

本实用新型的目的在于，设计一种热电偶用电子冰点发生器，以克服上述存在的不足。本实用新型所设计的热电偶用电子冰点发生器，是由半导体致冷器、金属板、散热器、传感器、保温材料、控制电路等组成，其原理和结构可从附图中看出。附图1是电子冰点发生器结构示意图，附图2是电子冰点发生器的控制电路图，图中1为半导体致冷器，2为金属板，3为保温材料，4为接线柱，5为散热器，6为温度计。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

在半导体致冷器（1）的上端（致冷面）设置数条互相色缘的金属板（2），并将金属板置于保温材料（3）之中，每条金属板上都设有冷端接线端子，即接线柱（4），在半导体致冷器的下端（散热端）设置铝散热器（5），将半导体致冷器的致冷面和致热面用保温材料分开。当有电流流入半导体致冷器时，致冷面的温度迅速降低，达到冰点时，同过传感器（Ro）将信号输入控制电路，停止通入电流，当高于冰点时，电流自动接通。

Ro为热敏电阻，它做为传感器置于致冷器的冷面上。调整R值，使之在冰点时A、B两点电位相同，当致冷面温度上升时，Ro的阻值随之变小，A点电位降低，使集成块IC的C点输出高电平，三极管BG导通，J吸合，致冷器开始通电，当致冷面的温度降低，Ro的阻值随之变大，A点电位提升，C点输出低电平，J断开，致冷器停止通电，致冷面的温度回升，如此这样反复地动作，使得致冷面的温度一直保持在0℃。

把热电偶的冷端接线接在接线柱（4）上，就可使得热电偶的冷端保持在0℃。在金属板上设置有温度计（6），可方便地监视金属板面的温度。

由上述可以看出，本实用新型所设计的热电偶用电子冰点发生器，可使热电偶的冷端温度长期保持在0℃上，并可使多支热电偶同时置于一台电子冰点发生器上，而且各种型号的热电偶通用，非常方便。本实用新型的造价相当于现用的冷端补偿器，由于可多支并联共用一个电子冰点（不用区分热电偶型号），所以实际的使用成本是较低的。本实用新型可直接观察热电偶冷端温度，不必用专用仪器测出冷端温度，极为直观省事。电子冰点发生器可置于控温器或控温机柜内，用补偿导线将室内（车间）的全部热电偶通过它后再与测温或控温仪表装接，可理想地置全部热电偶的冷端于0℃中，极其实用。

本实用新型所设计的电子冰点发生器中，所有的元器件及材料均能在市场上购置，如半导体致冷器、集成块IC、热敏电阻等。集成块IC可选用μA741或其它型号的。