[发明专利]一种微纳热电偶自动化批量标定装置

说明书

本发明公开了一种微纳热电偶自动化批量标定装置，包括温度标准器、恒温水浴槽、零度恒温器、控制器以及计算机；温度标准器、恒温水浴槽、零度恒温器与系统控制器连接，系统控制器与计算机连接。本发明的微纳热电偶支架，解决了现有标定方法无法固定微型无封装热电偶的问题，并且易于扩展为多根热电偶；采用多通道系统设计，相较于传统方法通过电压表只能一次记录单个值，可以在单次标定中同时对多根微纳热电偶进行测量；高度自动化设计，用户只需预先设定好相关参数，剩余工作自动完成，相较于传统的人工标定微纳热电偶方法，提高了标定效率和结果的可靠性。

技术领域

本发明属于纳米技术领域，尤其涉及一种微纳热电偶自动化批量标定装置。

背景技术

微纳热电偶是一种用于单细胞温度测量的传感器，属于同轴式薄膜热电偶，其测温敏感区域尺度为纳米尺度。宏观尺度下的热电偶，在使用确定的金属材料组成金属异质结后，其热电性质呈现出稳定性，与形貌没有关系。因此，均一性良好的宏观尺度热电偶无需单独标定每一根。但是，微纳热电偶的金属异质结处于微纳尺度，由于某些特殊的效应带来了热电性质在一定程度上的波动。另一方面，对单细胞温度测量具有较高的精度要求，这需要高质量、高精准的传感器。因此，对于微纳热电偶，需要对每一根单独标定获取其热电系数。

由于通常使用的热电偶传感部分都会封装起来保证稳定性，而微纳热电偶的传感部分为保证可以测量细胞温度，对其有尺度要求，因此不能进行封装。目前应用下并没有相应的标定用固定方法，并且现有技术中对微纳热电偶的标定方法，主要是通过人工设置参数、记录仪表读数，在测量多个温度点后拟合出热电系数。由于每一个温度点达到稳定需要一定的时间，且全过程需要有人值守，并且每根微纳热电偶的热电系数都需要获取，势必存在低效率、高错误率等问题。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种微纳热电偶自动化批量标定装置。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种微纳热电偶自动化批量标定装置，包括温度标准器、恒温水浴槽、零度恒温器、控制器和计算机；温度标准器、恒温水浴槽和零度恒温器分别与控制器连接，控制器与计算机连接；恒温水浴槽上方设置有标定支架，微纳热电偶连接器通过标定支架上的微纳热电偶连接器固定孔固定于标定支架，温度标准器的测温探头通过标定支架上的温度标准器固定孔固定于标定支架；微纳热电偶连接器中的每根微纳热电偶的正负极通过热电偶专用延长线连接出来，延长线的另一端与铜导线连接，置于零度恒温器中；计算机通过控制器的通信接口，发送或接收温度标准器、恒温水浴槽的控制信号及测量微纳热电偶输出的电压信号。

进一步地，所述控制器包括模拟信号处理部分和数字信号处理部分；模拟信号处理部分包括依次连接的多路差分模拟通道选择器、低通滤波器、仪表放大器、抗混叠滤波器以及模数转换器；数字信号处理部分包括多路差分模拟通道选择器、模数转换器、温度标准器通信接口、恒温水浴槽通信接口、计算机通信接口与微处理器；路差分模拟通道选择器、模数转换器、温度标准器通信接口、恒温水浴槽通信接口、计算机通信接口均与微处理器相连接；多路微纳热电偶的正负极对应接在多路差分模拟通道选择器输入端的正负极，通过微处理器控制多路差分模拟通道选择器选择其中一路热电偶信号输出。

进一步地，所述微纳热电偶连接器包括正极压块、负极压块及连接器主体；连接器主体上设置有第一开孔、第二开孔和第三开孔，第一开孔用于放置微纳热电偶，第二开孔用于放置正极接线，第三开孔用于放置负极接线；通过第一接触面与第二接触面的压合、第三接触面与第四接触面的压合进行微纳热电偶接线和固定微纳热电偶。

进一步地，所述热电偶专用延长线通过微纳热电偶连接器的正极压块、负极压块连接到微纳热电偶上。

进一步地，所述标定支架包括微纳热电偶连接器固定孔、托盘、透水孔及温度标准器固定孔。