專(zhuān)利名稱：氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳感器測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器 的免拆檢定裝置。
背景技術(shù)：
氫氣是燃料電池汽車(chē)的主要能量來(lái)源，因此氫氣瓶作為氫氣存貯容器在燃料電池 汽車(chē)技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛。為了監(jiān)測(cè)瓶中氫氣的溫度變化情況，需要在氫氣瓶的瓶閥處設(shè) 置溫度傳感器，其中常用的溫度傳感器為電阻型溫度傳感器。為了保證氫氣溫度監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，燃料電池汽車(chē)在每運(yùn)行一段時(shí)間之后，需要對(duì) 安裝于氫氣瓶瓶閥處的電阻型溫度傳感器進(jìn)行檢定，也即判斷安裝于氫氣瓶瓶閥處的電阻 型溫度傳感器是否需要重新標(biāo)定。由于氫氣瓶?jī)?nèi)溫度不易控制，導(dǎo)致不能直接采用多個(gè)溫 度與電阻對(duì)應(yīng)的方式對(duì)電阻型溫度傳感器進(jìn)行檢定，因此目前在此檢定過(guò)程中需要將電阻 型溫度傳感器從瓶閥處卸下，這將導(dǎo)致空氣進(jìn)入氫氣儲(chǔ)氣瓶。氫氣屬于可燃性氣體，根據(jù)中 華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4962-2008氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程規(guī)定如果氫氣儲(chǔ)氣瓶使用 過(guò)程中有空氣充入，需要重新充裝氫氣。而在重新充裝氫氣之前，還要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)和氮 氣置換試驗(yàn)。這兩個(gè)試驗(yàn)不僅試驗(yàn)過(guò)程十分復(fù)雜，而且必須在具備專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn) 行，尤其對(duì)已經(jīng)集成好的燃料電池汽車(chē)而言，這兩個(gè)試驗(yàn)的時(shí)間成本和人力成本都很高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，為了避免每次對(duì)氫氣瓶上電阻型溫度傳感器進(jìn)行檢定過(guò) 程中將其拆下，從而導(dǎo)致需對(duì)氫氣瓶進(jìn)行復(fù)雜的氣密性試驗(yàn)和氮?dú)庵脫Q試驗(yàn)的問(wèn)題，提出 一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置。技術(shù)方案是，一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置，其特征是所述裝 置包括電源開(kāi)關(guān)，穩(wěn)壓電源，可調(diào)精密電阻，第一精密電阻，第二精密電阻和已標(biāo)定的電阻 型溫度傳感器；所述可調(diào)精密電阻和氫氣瓶用電阻型溫度傳感器、已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器、 第一精密電阻、第二精密電阻連接成電橋，具體是所述第一精密電阻分別與已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器和第二精密電阻相連；所述第二精密電阻分別與第一精密電阻和可調(diào)精密電阻相連；所述可調(diào)精密電阻分別與氫氣瓶用電阻型溫度傳感器和第二精密電阻相連；所述氫氣瓶用電阻型溫度傳感器分別與已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器和可調(diào)精密 電阻相連；所述電源開(kāi)關(guān)的一端連接第一精密電阻與已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器的連接處； 另一端連接穩(wěn)壓電源的正極；所述穩(wěn)壓電源的正極連接于電源開(kāi)關(guān)；穩(wěn)壓電源的負(fù)極連接于第二精密電阻與可 調(diào)精密電阻的連接處；[0013]所述第一精密電阻和第二精密電阻的電阻值相同；所述已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器與氫氣瓶用電阻型溫度傳感器型號(hào)相同。所述已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器和氫氣瓶用電阻型溫度傳感器都為PT100型溫 度傳感器，都具有兩個(gè)電阻輸出端。所述第一精密電阻和第二精密電阻的阻值均為100歐姆，精度均為0. 1%。所述可調(diào)精密電阻為磁盤(pán)式可調(diào)電阻，可調(diào)阻值范圍為0 100歐姆，精度為 0.1%。所述穩(wěn)壓電源為5V穩(wěn)壓電源。本實(shí)用新型的效果在于，使用本實(shí)用新型提供的裝置進(jìn)行氫氣瓶用電阻型溫度傳 感器的檢定，避免了每次都要將其從氫氣瓶瓶閥處拆下，進(jìn)而導(dǎo)致需對(duì)氫氣瓶進(jìn)行復(fù)雜的 氣密性試驗(yàn)和氮?dú)庵脫Q試驗(yàn)的問(wèn)題。
圖1是氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置等效電路圖；圖2是使用氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置進(jìn)行檢定的方法流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性 的，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍及其應(yīng)用。實(shí)施例1圖1是氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置等效電路圖。本實(shí)用新型提供 的一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置，包括電源開(kāi)關(guān)S，穩(wěn)壓電源&，可調(diào)精 密電阻Rtl,第一精密電阻R3,第二精密電阻R4和已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1?？烧{(diào)精密電阻Rtl和氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2、已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器 C1、第一精密電阻民、第二精密電阻連接成惠更斯電橋R4，具體連接方式如圖1所示。第一精 密電阻R3分別與已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1和第二精密電阻R4相連；第二精密電阻R4 分別與第一精密電阻R3和可調(diào)精密電阻Rtl相連；可調(diào)精密電阻Rtl分別與氫氣瓶用電阻型 溫度傳感器C2和第二精密電阻R4相連；氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2分別與已標(biāo)定的電 阻型溫度傳感器C1和可調(diào)精密電阻Rtl相連；電源開(kāi)關(guān)S的一端連接于第一精密電阻R3與 已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1的連接處a，另一端連接穩(wěn)壓電源的正極；穩(wěn)壓電源的 正極連接于電源開(kāi)關(guān)S ；穩(wěn)壓電源的負(fù)極連接于第二精密電阻R4與可調(diào)精密電阻Rtl的連 接處C。在本實(shí)用新型提供的氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置中，第一精密電 阻R3和第二精密電阻R4的電阻值相同；具體地，第一精密電阻R3和第二精密電阻R4的阻 值均為100歐姆，精度均為0. 1%。已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1與氫氣瓶用電阻型溫度 傳感器C2型號(hào)相同。具體地，已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1與氫氣瓶用電阻型溫度傳感器 C2都為PT100型溫度傳感器，且都具有兩個(gè)電阻輸出端，用于連入電橋中。可調(diào)精密電阻Rtl 為磁盤(pán)式可調(diào)電阻，可調(diào)阻值范圍為0 100歐姆，精度為0. 1%。穩(wěn)壓電源采用5V穩(wěn)壓電 源。氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2固定于氫氣瓶瓶閥處，并在上次安裝于氣瓶之前已經(jīng)經(jīng)過(guò)標(biāo)定。實(shí)施例2圖2是使用氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置進(jìn)行檢定的方法流程圖。 其過(guò)程包括步驟1 進(jìn)行裝置連接，將可調(diào)精密電阻Rtl和氫氣瓶用電阻型溫度傳感器仏、已標(biāo) 定的電阻型溫度傳感器C1、第一精密電阻R3、第二精密電阻R4連接成如圖1所示的惠更斯 電橋，并按照?qǐng)D1所示，連入電源開(kāi)關(guān)S，穩(wěn)壓電源&。步驟2 使氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2和已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1處在第 一室溫T1下，并靜置1 3分鐘。步驟3 打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)可調(diào)精密電阻Rtl使電橋平衡，即使得電橋b、d兩處 的電壓差為0。記錄此時(shí)可調(diào)精密電阻的阻值，記為R' ο,,設(shè)定穩(wěn)壓電源的電壓為Utl，已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1的阻值為R'工、氫氣瓶 用電阻型溫度傳感器C2的阻值為R' 2、第一精密電阻R3的阻值為R' 3、第二精密電阻R4 的阻值為R' 4，根據(jù)惠更斯電橋定律，電橋b、d兩處的電壓差Ux為Ux =(—,——？——；---X U0Ri + R2 + R0 R3 + R4i ,R'欲使電橋b、d兩處的電壓差Ux = 0，應(yīng)當(dāng)^ , p! p, - -r^-r = O，而由于第一A1 + Λ2 + Zv0 Zv3 + λ4精密電阻R3的阻值R' 3和第二精密電阻R4的阻值R' 4相等，即R' 3 = R' 4，則應(yīng)當(dāng)有 R' ! = R' 2+R' ο;又由于已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1與氫氣瓶用電阻型溫度傳感器(2 型號(hào)相同，則有R' ！ = R' 2。從而可知，R'。為0時(shí)，電橋b、d兩處的電壓差為0。步驟4 比較R'。和0的差值，如果R'。和0的差值大于的第一設(shè)定閾值，則跳 至步驟10。考慮到系統(tǒng)誤差，可以設(shè)定第一閾值，即一個(gè)很小的數(shù)值。調(diào)節(jié)可調(diào)精密電阻Rtl的 阻值，當(dāng)電橋b、d兩處的電壓差為0時(shí)，可調(diào)精密電阻Rtl的阻值R' ^」、于設(shè)定第一閾值時(shí)， 則可以認(rèn)定測(cè)量有效，需要進(jìn)行下一步測(cè)量。但是，如果當(dāng)電橋b、d兩處的電壓差為0時(shí)， 可調(diào)精密電阻A的阻值R'。在第一設(shè)定閾值以外(即大于第一設(shè)定閾值)，則說(shuō)明氫氣瓶 用電阻型溫度傳感器C2的電阻R' 2已經(jīng)不準(zhǔn)，需要重新檢定。步驟5 將已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1置于溫控箱中，將溫控箱升溫至第二室 溫T2，靜置1 3分鐘。已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1置于溫控箱之前，其阻值為R' 10已標(biāo)定的電阻 型溫度傳感器C1置于溫控箱中，將溫控箱升溫至第二室溫T2，靜置1 3分鐘后，其阻值為 R' !+AR'工。此時(shí)，氫氣瓶?jī)?nèi)的溫度不變，氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2的阻值還是R' 2。步驟6 根據(jù)氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的原有標(biāo)定系數(shù)，計(jì)算出在從T1升溫到T2 過(guò)程中氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的阻值變化值，記為AR' 2。步驟7 調(diào)節(jié)可調(diào)精密電阻使電橋再次平衡，測(cè)量并記錄可調(diào)精密電阻的阻值變 化值，記為AR'。。由于已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1置于溫控箱中并升溫至第二室溫T2，靜置1 3分鐘后，其阻值為R' !+AR'工。此時(shí)電橋b、d兩處的電壓差發(fā)生變化，不再為0。調(diào)節(jié)可調(diào)精密電阻Rtl使電橋再次平衡，即使電橋b、d兩處的電壓差再次為0。此時(shí)，可調(diào)精密 電阻R0的阻值由R'。變?yōu)镽' o+AR' C1。于是根據(jù)惠更斯電橋定律，有R' !+AR' R' 2+R' o+AR' q，進(jìn)一步有AR' ！ = AR' Q。即已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1從第一 室溫T1升溫至第二室溫T2，其電阻值變化量AR' i的大小，由電橋再次平衡時(shí)，可調(diào)精密 電阻Rtl的阻值變化量△ R' d示識(shí)。如果氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2不需要重新標(biāo)定， 則其原有標(biāo)定系數(shù)仍真實(shí)可靠，則隨著溫度的變化，按照原有標(biāo)定系數(shù)計(jì)算出來(lái)的電阻變 化值A(chǔ)R' 2應(yīng)當(dāng)與AR'工相同，考慮系統(tǒng)誤差，也即AR' 2應(yīng)當(dāng)與AR'?；鞠嗤２襟E8:比較AR' 2與八1 ' C1的差值，如果AR' 2與八1 ' C1的差值的絕對(duì)值大 于第二設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟9 ；否則，執(zhí)行步驟10。步驟9 氫氣瓶用電阻型溫度傳感器不需要重新標(biāo)定。步驟10 氫氣瓶用電阻型溫度傳感器需要重新標(biāo)定。實(shí)施例3本實(shí)施例在給出第一設(shè)定閾值和第二設(shè)定閾值后，詳細(xì)說(shuō)明真實(shí)的室溫環(huán)境下， 使用氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置進(jìn)行檢定的過(guò)程。我們先設(shè)定第一設(shè)定閾 值為0. 1歐姆，第二設(shè)定閾值為0. 15歐姆。步驟101 按照?qǐng)D1所示進(jìn)行裝置連接。步驟102 使氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2和已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1處在 第一室溫24. 9°C下，并靜置1 3分鐘。步驟3 打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)可調(diào)精密電阻Rtl使電橋平衡，即使得電橋b、d兩處 的電壓差為0。記錄此時(shí)可調(diào)精密電阻Rtl的阻值R' ^ = 0.08歐姆。步驟104:比較R'。和0的差值。因?yàn)榇藭r(shí)R'。和0的差值為0. 08歐姆，小于 第一設(shè)定閾值0. 1歐姆，所以順序執(zhí)行流程的下一個(gè)步驟，即步驟105。步驟105:將已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器C1置于溫控箱中，將溫控箱升溫至第二 室溫30°C，靜置1 3分鐘。步驟106 根據(jù)氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2的原有標(biāo)定系數(shù)，計(jì)算出在從 升溫到30°C過(guò)程中氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2的阻值變化值A(chǔ)R' 2。型號(hào)為PTlOO的氫氣瓶用電阻型溫度傳感器C2的阻值按照原有標(biāo)定系數(shù)計(jì)算所得出的變化值為 1. 94歐姆。步驟107 調(diào)節(jié)可調(diào)精密電阻Rtl使電橋再次平衡，即使電橋b、d兩處的電壓差再 次為0。測(cè)量并記錄可調(diào)精密電阻Rtl的阻值變化值A(chǔ)R'。，其結(jié)果為2. 01歐姆。步驟108:比較AR' 2與八1 '。的差值。二者差值為0. 07歐姆，小于第二設(shè)定 閾值為0. 15歐姆。因此，執(zhí)行步驟109。步驟109 氫氣瓶用電阻型溫度傳感器不需要重新標(biāo)定。使用本實(shí)用新型提供的裝置，避免了每次對(duì)氫氣瓶上電阻型溫度傳感器進(jìn)行檢定 過(guò)程中將其拆下，從而導(dǎo)致需對(duì)氫氣瓶進(jìn)行復(fù)雜的氣密性試驗(yàn)和氮?dú)庵脫Q試驗(yàn)的過(guò)程。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置，其特征是所述裝置包括電源開(kāi) 關(guān)，穩(wěn)壓電源，可調(diào)精密電阻，第一精密電阻，第二精密電阻和已標(biāo)定的電阻型溫度傳感 器；所述可調(diào)精密電阻和氫氣瓶用電阻型溫度傳感器、已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器、第一 精密電阻、第二精密電阻連接成電橋，具體是所述第一精密電阻分別與已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器和第二精密電阻相連； 所述第二精密電阻分別與第一精密電阻和可調(diào)精密電阻相連； 所述可調(diào)精密電阻分別與氫氣瓶用電阻型溫度傳感器和第二精密電阻相連； 所述氫氣瓶用電阻型溫度傳感器分別與已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器和可調(diào)精密電阻 相連；所述電源開(kāi)關(guān)的一端連接第一精密電阻與已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器的連接處；另一 端連接穩(wěn)壓電源的正極；所述穩(wěn)壓電源的正極連接于電源開(kāi)關(guān)；穩(wěn)壓電源的負(fù)極連接于第二精密電阻與可調(diào)精 密電阻的連接處；所述第一精密電阻和第二精密電阻的電阻值相同；所述已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器與氫氣瓶用電阻型溫度傳感器型號(hào)相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置，其特征是 所述已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器和氫氣瓶用電阻型溫度傳感器都為PT100型溫度傳感器， 都具有兩個(gè)電阻輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置，其特征是 所述第一精密電阻和第二精密電阻的阻值均為100歐姆，精度均為0. 1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置，其特征是 所述可調(diào)精密電阻為磁盤(pán)式可調(diào)電阻，可調(diào)阻值范圍為0 100歐姆，精度為0. 1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置，其特征是 所述穩(wěn)壓電源為5V穩(wěn)壓電源。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了傳感器測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域中的一種氫氣瓶用電阻型溫度傳感器的免拆檢定裝置。所述裝置包括電源開(kāi)關(guān)，穩(wěn)壓電源，可調(diào)精密電阻，第一精密電阻，第二精密電阻和已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器；所述可調(diào)精密電阻和氫氣瓶用電阻型溫度傳感器、已標(biāo)定的電阻型溫度傳感器、第一精密電阻、第二精密電阻連接成電橋。本實(shí)用新型避免了檢定氫氣瓶用電阻型溫度傳感器需要將其拆下，進(jìn)而導(dǎo)致需對(duì)氫氣瓶進(jìn)行復(fù)雜地氣密性試驗(yàn)和氮?dú)庵脫Q試驗(yàn)的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01K7/16GK201828358SQ20102050902
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者劉彪, 盧青春, 聶圣芳, 金振華, 陳明潔 申請(qǐng)人:清華大學(xué)