[发明专利]热电偶、测温系统和热电偶制造方法

说明书

本发明涉及一种用于高压部件温度测量的热电偶(1)，具有由第一材料构成的金属第一导体(2)和由第二材料构成的金属第二导体(3)，其中，第一材料不同于第二材料，其中，第一导体(2)和第二导体(3)被布置成是机械非对称而在电学上相互对称。本发明还涉及一种具有本发明热电偶(1)的测温系统(10)以及一种用于制造本发明热电偶(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于高压部件测温的热电偶，具有由第一材料构成的金属第一导体和由第二材料构成的金属第二导体，其中，第一材料不同于第二材料。本发明还涉及一种具有热电偶的测温系统以及一种热电偶制造方法。

背景技术

借助热电偶的测温早已在现有技术中被公开了。例如从JP 2016-011880 A2中得知这种类型的热电偶。

热电偶一般产生很低的电压，其依据材料配对处在约6μV/K至约42μV/K范围内。为了获得更高的测量精度，热电偶因此通常被屏蔽起来，使得电压干扰和进而测量结果受到尽量少的影响。但是，屏蔽是昂贵的。另外，这种屏蔽例如在有中间插头的情况下通常无法连贯实现，由此还可能由干扰造成测量误差。

为能考虑关于由热电偶产生的电压的干扰的可能问题，另一项措施是对测量输入进行强效滤波。但这导致漫长的测量和进而导致相应迟缓的过程。对于大质量，热变化是比较迟缓的，故缓慢的测量方法对于这种待测物体可能就够了。但如果待测物体小且因此具有小的热时间常数，则也必须在热电偶上采用热惰性小的探针以便能相应快速地测量快速的温度变化。

在这些情况下，令人满意的滤波几乎无法实现。在此情况下还需考虑到：所需的测量导线越长，干扰影响和进而还有测量误差就越大。

在高压级别下的测量中，在已知的热电偶中的探针尖被电隔离。因此，探针尖也被热隔离且导致所述的缓慢或迟缓的测量。如果待测物体处于高电位，则滤波电容器因为其结构尺寸而通常无法再被用在多通道测量系统的现有可用空间中，尤其在先进的微型化结构情况下。这样的待测物体可以是在变流器系统上的集流排或电池，它们承受大的高频共模干扰。共模干扰的前提是对称测量输入，因为否则共模干扰衍生出可能起到测量误差作用的差模干扰。

发明内容

本发明的任务是至少部分消除前述缺点。本发明的任务尤其是提供一种热电偶以及一种测温系统，借此能通过简单、耐用、低成本且抗干扰的方式测量温度和/或快速变化的温度，甚至是在高压范围内。另外，本发明的任务是提供一种用于制造本发明热电偶的方法。

前述任务通过权利要求书来完成。尤其是，前述任务通过根据权利要求1的热电偶、根据权利要求10的测温系统以及根据权利要求11的热电偶制造方法来完成。本发明的其它优点来自从属权利要求、说明书和附图。在此，关于热电偶所描述的特征和细节显然也与本发明的测温系统以及本发明的热电偶制造方法相关地是适用的，反之亦然，因此关于各自发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。

根据本发明的第一方面，提供一种用于高压部件测温的热电偶。热电偶具有由第一材料构成的金属第一导体和由第二材料构成的金属第二导体，其中，第一材料不同于第二材料。第一导体和第二导体根据本发明被设计成是机械非对称的而在电学上相互对称的。

在使用热电偶时，必须很精确地测量在几μV/K范围内的很小的电压差。在干扰环境中，例如在火花塞或变流器的集流排附近，人们迄今总是关注屏蔽、短导线长度、电气隔离和/或过滤小测量信号。此时忽视了起因在于材料配对的非对称性。

尤其如此获得机械非对称性，即，第一导体和第二导体具有不同大小的横截面积。因此，第一导体的横截面积例如可以至少在局部大于第二导体的横截面积，或者反过来。在此，如此选择横截面积之差，即，在两个导体之间调节出电学对称性。电学对称性是指第一导体和第二导体分别具有相同的或基本相同的单位长度电阻。