[实用新型]高精度电子温度计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度计，特别是涉及一种温度分辨率好、测温准确率高、抗电磁能力强的高精度电子温度计。

背景技术

目前常见的温度计有现场温度计：玻璃水银温度计，酒精温度计，压力式温度计，电子式温度计等等；遥测温度计：热电阻温度计、热电偶温度计、压力传感温度计、火焰温度计、光学温度计等等；控制温度计：电接点温度控制器，指针式温度控制器等等。但这些温度计一般存在以下一些不足：温度分辨率不够高，如普通的现场温度计。长期稳定性不好，如一般的遥测温度计，这些温度计将传感器接收到的信号采用A/D变换后输入计算机，其稳定性会有影响，同时温度测量时探头的感应速度慢，抗电磁干扰能力不强，控制温度计没有很好的外接口不方便等等。因此急需一种温度分辨率好、测温准确率高、抗电磁能力强的高精度电子温度计。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种高精度电子温度计，本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种高精度电子温度计，其包括探头，其特征在于：所述温度计还包括温度传感器、放大器，所述探头和所述温度传感器相连接，所述温度传感器后直接连有放大器，温度传感器得到的电信号经过放大器放大后直接连接有将温度实测值存储和回放的计算机。

其中，所述温度传感器为石英晶体音叉温度传感器。

其中，所述石英晶体音叉温度传感器为谐振式石英晶体音叉温度传感器。

其中，所述探头内部充填了导热特性优良的氦气。

其中，所述计算机连接有报警器。

本实用新型工作过程如下：该温度计测量的介质为水、油或者它们的混合物，也可以是气体。将充填了导热特性优良的氦气的探头插入介质时，谐振式石英晶体音叉温度传感器能迅速感应到温度的变化，然后通过振荡放大器将感应到的温度放大后，直接传输到计算机，计算机能将温度实测值存储和回放。整个装置可以采用220V市电供电也可以采用充电池供电，计算机后接有RS-232C和RS-485国际通用(EIA)的远传数字接口、CAN总线、上下限温度和报警接口，完全可以满足各种用户的要求。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供了高精度电子温度计有以下优点：

1.使用的传感器是自行设计、国内首创的谐振式石英晶体音叉温度传感器，其输出信号是频率，不必采用A/D变换就可直接输入计算机；

2.温度分辨率好，可高达0.0001℃，是目前国际上分辨率最高的温度仪之一。

3.准确度可高达0.02℃(在测温范围内的绝对误差)，比通用的工业铂电阻温度计高10～30倍以上；

4.重复性高，可高达0.001℃～0.0001℃，比通用的工业铂电阻温度计高10~100倍以上。这是由于石英晶体材料的固有特性以及精密微机械加工技术水平决定的。

5.长期稳定性佳，可达0.001℃～0.0001℃/年。在12年内的测温误差漂移仍可达0.002℃～0.01℃。因为石英晶体传感器的Q值(品质因素)甚高，其输出频率和热敏特性仅由传感器决定。

6.没有传统传感器(例如铂电阻)难以克服的温漂(环境温度变化引起的准确度漂移)、时漂，以及模拟电路带来的温漂(例如铂电阻温度计的A/D变换器和放大器等产生的温漂)。实验表明，当外围电路工作环境在+5℃～+35℃变化时，其测温准确度仅变化0.005℃；

7.温度测量探头的体积小，内部又充填了导热特性优良的氦气，因此响应速度快。实验表明，当把处于室温的石英传感器，突然投入90℃的恒温水槽内时，测量其时间常数仅为2.8S；

8.石英晶体音叉传感器是数字传感器，与其配合的又是数字电路，传输的是数字信号，因此解决了铂电阻等模拟传感器的难题-准确度易受导线电阻和接触电阻变化的影响。传感器可以使用任何型号的屏蔽电缆或电线，而不像国外某些同类产品那样，必须使用同轴电缆。此外，电缆或电线的加长与缩短以及接触电阻的高低，不影响测量的准确度。实验表明，当负载电阻从1KΩ～10MΩ，负载电容从50～150μF时，其准确度仅变化0.005℃；

9.体积小、功耗低，传感器的功耗为μW级，比市场上销售的其它类型温度传感器的功耗低1～3个数量级；

10.利用谐振原理工作，不像热电阻(铜或铂电阻)靠分子热运动工作，因此特别适宜工作于超低温区，最低可达开氏温度4K(-269℃)；

11.石英晶体音叉温度传感器抗磁场能力很强，在测量液态氮温度时，若磁场强度高达5T(T为磁通密度单位：特斯拉)，其测量不确定度仅为±0.02K，这是绝大多数温度传感器无可比拟的；