取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及溫度測量工具，尤其是涉及一種取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字 測溫儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 在溫度測量領(lǐng)域中，能作高精度溫度測量的工具不外乎電子儀表和水銀溫度計(jì)兩 大類。目前，能用來做高精度測量的電子儀表還局限于以鉬電阻為感溫元件來制作的儀表， 但是由于鉬電阻隨溫度變化而變化的阻值變差很小，形成整機(jī)電路較為復(fù)雜，以至于整機(jī) 體積大、造價(jià)高，而難以普及推廣。
[0003] 目前凡是需要進(jìn)行高精度的溫度測量，如氣象、石油、溫度標(biāo)準(zhǔn)和科研等部門，幾 乎都是選擇水銀溫度計(jì)作為唯一的測量工具，雖然水銀溫度計(jì)在生產(chǎn)和使用過程中都會(huì)造 成對(duì)人類生存環(huán)境帶來難以估量的患害。但是無理想的產(chǎn)品可以取代以至讓這種現(xiàn)象延續(xù) 至今已有上百年歷史。
[0004] 汞俗稱水銀，在常溫條件下能蒸發(fā)為汞蒸氣，極易使空氣、水質(zhì)和土壤受到污染。1 毫克汞可污染360噸水，20克汞可使黃浦江100年無魚蝦。早在1953年到1973年二十年期 間，日本的"水俁病"曾因汞中毒死亡86人以及上萬人獲病，由此可見，汞對(duì)于人類生存環(huán) 境帶來的威脅有多么嚴(yán)重，上世紀(jì)起，瑞士、瑞典、丹麥、挪威四國就率先明文禁止一切水銀 溫度計(jì)的使用，在本世紀(jì)初，法國也全面禁止使用水銀溫度計(jì)，并進(jìn)行集中回收處理。2012 年歐盟各國也全面禁止，美國在2013年起也全面禁止。
[0005] 瑞典甚至連焚燒尸體時(shí)也明文規(guī)定必須拔下假牙以防止汞擴(kuò)散，而相比我國，不 但普遍使用各種水銀溫度計(jì)，不但不加以禁止，而且成為世界上唯一生產(chǎn)各類水銀溫度計(jì) 大國，目前，除年產(chǎn)2億多支水銀體溫計(jì)外，還生產(chǎn)各類水銀溫度計(jì)如氣象、石油、標(biāo)準(zhǔn)溫度 等13個(gè)大類，853種溫度規(guī)格，年耗汞300噸之巨，面對(duì)這種嚴(yán)峻的形勢，應(yīng)用本發(fā)明制作的 高精度數(shù)字測溫儀，不僅可以在測量精度和功能上有所超越，并且要做到在售價(jià)上也要低 于精密水銀溫度計(jì)。因?yàn)橹挥羞@樣才能迫使水銀溫度計(jì)退出歷史舞臺(tái)。從源頭上來杜絕在 溫度領(lǐng)域中環(huán)境汞污染的患害，力爭在國際水俁公約規(guī)定期限內(nèi)提前完成限汞指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種穩(wěn)定性高、離散性小的取代精密 水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀，其具有： 承載體； 安裝于承載體的印刷電路板； 安裝于承載體的溫度探測裝置，其與印刷電路板電性連接； 接于印刷電路板的顯示裝置； 所述溫度探測裝置選擇雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)或者是雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中， 所述雙珠串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：以第二熱敏電阻串聯(lián)第三熱敏電阻組成互補(bǔ)型溫度探測裝 置； 所述雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：以第四熱敏電阻串聯(lián)第五熱敏電阻構(gòu)成第一串聯(lián)補(bǔ)償 結(jié)構(gòu)，而后該第一串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)再并聯(lián)第三補(bǔ)償電阻而組成第二并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而后在第二并 聯(lián)結(jié)構(gòu)再串聯(lián)第四補(bǔ)償電阻而組成溫度探測裝置。
[0008] 作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中，較為理想的是，在-60_+60°C 的低溫區(qū)間內(nèi)，第二~五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司 的103AP-2熱敏電阻； 作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中，較為理想的是，在-40-+100°C的 中溫區(qū)間內(nèi)，第二~五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司的 503ET熱敏電阻； 作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中，較為理想的是，在〇-3〇〇°C的高溫 區(qū)間內(nèi)，第二~五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司的504GT 熱敏電阻； 作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中，較為理想的是，在0-400°C的超 高溫區(qū)間內(nèi)，第二~五熱敏電阻可選擇相對(duì)應(yīng)溫度范圍的熱敏電阻，諸如日本石冢公司的 Fl-R熱敏電阻。
[0009] 作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中，較為理想的是，所述承載體 為殼體結(jié)構(gòu)。
[0010] 其中，第二熱敏電阻與第三熱敏電阻、第四熱敏電阻與第五熱敏電阻之間的關(guān)系 為： 第二熱敏電阻與第三熱敏電的中心值R乘以2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值，如取溫度為T攝氏度 時(shí)，中心值R*2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值2R，第二熱敏電阻為離散性在-3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，第三 熱敏電阻為離散性在+3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，如此則第二熱敏電阻和第三熱敏電阻的阻值 相加則等于2R ; 第四熱敏電阻與第五熱敏電的中心值R乘以2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值，如取溫度為T攝氏度 時(shí)，中心值R*2為規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)值2R，第四熱敏電阻為離散性在-3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，第五 熱敏電阻為離散性在+3%范圍內(nèi)的熱敏電阻，如此則第四熱敏電阻和第五熱敏電阻的阻值 相加則等于2R ; 作為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中，較為理想的是，第三補(bǔ)償電阻的 阻值為M Ω級(jí)； 第四補(bǔ)償電阻為1000Ω以內(nèi)的電阻。
[0011] 本發(fā)明具有如下有益效果： 其以簡便的并串聯(lián)電阻和用同一種型號(hào)的熱敏電阻經(jīng)一定批量測溫把阻值分檔后，從 中可選取到凡2支中心點(diǎn)或某一個(gè)設(shè)定點(diǎn)阻值相加均為某一設(shè)定的值來配對(duì)，實(shí)行互補(bǔ)串 聯(lián)，這樣可有效地克服熱敏電阻因離散性大的問題，以此來克服高精度溫度測量上的障礙。 雙珠串聯(lián)互補(bǔ)可使測量溫度的中心點(diǎn)阻值達(dá)到完全一致，再以并串聯(lián)電阻補(bǔ)償，又可使溫 度頭尾阻值達(dá)到一致，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)溫度范圍內(nèi)的超高精度的一致性互換。像這樣經(jīng)過線性 化改造處理取得的標(biāo)準(zhǔn)化NTC熱敏電阻，就特別適合取代這種只能以縮短量程來提高測量 精度的儀表，如棒式水銀溫度計(jì)全長540mm，刻度總距離450mm，就只能刻500條分度線，若 是5°C量程則刻度精度0. 〇rC，50°C量程精度0. 1°C。像這樣僅依靠縮短量程來制作高精度 測溫儀表，這恰恰正好可充分發(fā)揮熱敏電阻既有體積小、變差大，整機(jī)電路簡約又可實(shí)現(xiàn)小 型化和造價(jià)低廉的優(yōu)勢，從而破解了近半個(gè)世紀(jì)來電子測溫儀表難以取代精密水銀溫度計(jì) 的難題，從源頭上來清除在測溫領(lǐng)域中的汞污染。
【附圖說明】
[0012] 圖1為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中雙珠串聯(lián)互補(bǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀中雙珠互補(bǔ)并串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu) 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0015] 取代精密水銀溫度計(jì)的超高精度數(shù)字測溫儀，其具有：以諸如殼體結(jié)構(gòu)構(gòu)成的承 載體、安裝于承載體的印刷電路板；安裝于承載體的溫度探測裝置，其與印刷電路板電性連 接；接于印刷電路板的顯示裝置，諸如液晶顯示器。
[0016] 在當(dāng)前電子技術(shù)相當(dāng)成熟的條件下，要實(shí)現(xiàn)高精度的測溫測量，最關(guān)鍵的是對(duì)傳 感器感溫元件（即前文所述的溫度探測裝置）的選擇。從眾多的電子感溫元件來看，NTC熱 敏電阻可具有的三大優(yōu)勢是其它電子感溫元件無法比擬的。
[0017] NTC熱敏電阻優(yōu)勢之一在于：體積小，Φ I. 4*4mm。
[0018] NTC熱敏電阻優(yōu)勢之二在于：靈敏度高，503ET在0°C時(shí)每1°C的溫度阻值變差為 8000Ω，是鉬電阻0. 39Ω的2萬多倍。
[0019] NTC熱敏電阻優(yōu)勢之三在于：售價(jià)低，503ET單支售價(jià)為0. 5元。
[0020] 但是一般的熱敏電阻它都存在穩(wěn)定性差和離散性大這兩大缺陷，目前只能停留在 低精度和溫區(qū)較窄的場合中應(yīng)用。熱敏電阻若要在高精度測量測溫中應(yīng)用，其首決條件是 要具備良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。熱敏電阻早在上世紀(jì)六十年代已問世，但是的確存在穩(wěn)定 性差的弊病，直到九十年代，隨著電子體溫計(jì)的大量應(yīng)用，在工藝和材料上的改進(jìn)使穩(wěn)定性 有了大幅度提高。日本石冢公司是世界上最大生產(chǎn)熱敏電阻的公司。在產(chǎn)品質(zhì)量上占有很