[发明专利]基于石英温度传感器的大尺度物体测温方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于石英温度传感器的大尺度物体测温方法及装置，属于石英温度测量仪器技术领域。

背景技术

目前，基于石英温度传感器的石英温度测量仪，常用于温度的高精度自动测量。由于石英温度传感器是利用其谐振频率与温度成正比的原理对温度进行测量的，所以要给石英温度传感器提供振荡源，又因为石英振荡频率与温度的相对变化很小，所以要采用混频的方法将有效信号提出。对于大尺度被测物体，要实现其温度测量，在现有技术中通常所用的方法有如下几种：

1、加长石英温度传感器与振荡器之间的引线。由于石英温度传感器的负载能力很小，与振荡电路之间的信号传输引线过长，则会引起引线寄生电容过大，即增大了传感器的负载，致使振荡器停振，不能实现测量，所以其信号传输线的长度一般不超过1米，其测量范围一般在1m以下；

2、将振荡器和前置放大器与石英温度传感器集成在一起，以提高石英温度传感器的负载能力，然后再将放大的信号送后极的混频器。即使如此，当集成在一起的前置极与混频器之间信号传输引线过长时，其寄生电容过大，也会使前置极停振，所以这种方法的测量范围也只在1m左右的范围；

3、把整个温度测量仪器的信号处理的电路都集成在探头上，这虽然可以解决引线加长使振荡器停振问题，但会使其测量仪探极体积增大，当用此测量探极与被测物体接触时，会改变被测物体的温度状态，使测量温度失准。同时，由于探极体积大，很不便于测量操作。

从上述分析可知，目前现有技术中的基于石英温度传感器的石英温度测量仪对于大尺度物体测温的效果还是不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、测量物体尺度范围大、并且测量精度和工作可靠性都高的基于石英温度传感器的大尺度物体测温方法及装置，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的，本发明的一种基于石英温度传感器的大尺度物体测温方法为，该方法包括采用由石英温度传感器、振荡器、前置放大器、混频器、整形电路和基频振荡器构成的石英温度测量仪来测量物体温度，在采用石英温度测量仪来测量物体温度时，预先将混频器中的三极管进行反置连接，使混频器中的三极管在工作时处于非放大工作状态，然后将前置放大器的电输出信号通过1米以上的信号传输线连接到混频器的信号输入端，这样即可采用石英温度测量仪来对大尺度的物体进行精确测温。

上述将混频器中的三极管进行反置连接时，其三极管为NPN型三极管时，将该NPN型三级管的发射极接电源的正极，将该NPN型三级管的集电极接电源的负极；其三极管为PNP型三极管时，将该PNP型三级管的发射极接电源的负极，将该PNP型三级管的集电极接电源的正极。

根据上述方法构建的本发明的一种基于石英温度传感器的大尺度物体测温装置为：该装置包括由石英温度传感器、振荡器、前置放大器、混频器、整形电路和基频振荡器构成的石英温度测量仪，其混频器由第一电阻～第四电阻四个电阻和一个三极管连接组成，其混频器中的三极管为反置连接，即混频器中的三极管的工作状态为非放大工作状态；并且前置放大器通过长度为1～25米的信号传输线与三极管连接。

所述三极管为NPN型或PNP型三极管，所述三极管为NPN型三极管时，该NPN型三级管的发射极通过第三电阻与电源的正极连接，该NPN型三级管的集电极通过第四电阻接电源的负极；所述三极管为PNP型三极管时，该PNP型三级管的发射极通过第三电阻与电源的负极连接，该PNP型三级管的集电极通过第四电阻接电源的正极；三极管的基极与第一电阻和第二电阻的一端连接、并通过第一电容和信号传输线与前置放大器的电信号输出端连接，第一电阻的另一端接电源的正极并通过信号传输线与前置放大器连接，第二电阻的另一端接电源的负极；基频振荡器的信号输出端通过第二电容和第四电阻接电源的负极，整形电路的信号输入端通过第三电阻接电源的正极。

在上述整形电路的信号输入端与电源的负极之间连接有第四电容。

在上述电源的正极和负极之间连接有第三电容。

上述石英温度传感器、振荡器、前置放大器集成在一块集成电路板上，并且由前置放大器引出信号传输线，在信号传输线的引出端连接有插线接头，混频器、整形电路和基频振荡器和电源都安装在一个盒体内，在盒体上设有用于与插线接头连接的插线接口，并且插线接口的接线端分别与电源的正极、负极和第一电容连接。

上述三极管为NPN型三极管。

上述三极管的型号为3DG12。