取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及温度测量工具，尤其是涉及一种取代精密水银温度计的超高精度数字 测温仪。
【背景技术】
[0002] 在温度测量领域中，能作高精度温度测量的工具不外乎电子仪表和水银温度计两 大类。目前，能用来做高精度测量的电子仪表还局限于以钼电阻为感温元件来制作的仪表， 但是由于钼电阻随温度变化而变化的阻值变差很小，形成整机电路较为复杂，以至于整机 体积大、造价高，而难以普及推广。
[0003] 目前凡是需要进行高精度的温度测量，如气象、石油、温度标准和科研等部门，几 乎都是选择水银温度计作为唯一的测量工具，虽然水银温度计在生产和使用过程中都会造 成对人类生存环境带来难以估量的患害。但是无理想的产品可以取代以至让这种现象延续 至今已有上百年历史。
[0004] 汞俗称水银，在常温条件下能蒸发为汞蒸气，极易使空气、水质和土壤受到污染。1 毫克汞可污染360吨水，20克汞可使黄浦江100年无鱼虾。早在1953年到1973年二十年期 间，日本的"水俣病"曾因汞中毒死亡86人以及上万人获病，由此可见，汞对于人类生存环 境带来的威胁有多么严重，上世纪起，瑞士、瑞典、丹麦、挪威四国就率先明文禁止一切水银 温度计的使用，在本世纪初，法国也全面禁止使用水银温度计，并进行集中回收处理。2012 年欧盟各国也全面禁止，美国在2013年起也全面禁止。
[0005] 瑞典甚至连焚烧尸体时也明文规定必须拔下假牙以防止汞扩散，而相比我国，不 但普遍使用各种水银温度计，不但不加以禁止，而且成为世界上唯一生产各类水银温度计 大国，目前，除年产2亿多支水银体温计外，还生产各类水银温度计如气象、石油、标准温度 等13个大类，853种温度规格，年耗汞300吨之巨，面对这种严峻的形势，应用本发明制作的 高精度数字测温仪，不仅可以在测量精度和功能上有所超越，并且要做到在售价上也要低 于精密水银温度计。因为只有这样才能迫使水银温度计退出历史舞台。从源头上来杜绝在 温度领域中环境汞污染的患害，力争在国际水俣公约规定期限内提前完成限汞指标。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种稳定性高、离散性小的取代精密 水银温度计的超高精度数字测温仪。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪，其具有： 承载体； 安装于承载体的印刷电路板； 安装于承载体的温度探测装置，其与印刷电路板电性连接； 接于印刷电路板的显示装置； 所述温度探测装置选择双珠串联补偿结构或者是双珠互补并串联补偿结构，其中， 所述双珠串联补偿结构：以第二热敏电阻串联第三热敏电阻组成互补型温度探测装 置； 所述双珠互补并串联补偿结构：以第四热敏电阻串联第五热敏电阻构成第一串联补偿 结构，而后该第一串联补偿结构再并联第三补偿电阻而组成第二并联结构，而后在第二并 联结构再串联第四补偿电阻而组成温度探测装置。
[0008] 作为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中，较为理想的是，在-60_+60°C 的低温区间内，第二~五热敏电阻可选择相对应温度范围的热敏电阻，诸如日本石冢公司 的103AP-2热敏电阻； 作为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中，较为理想的是，在-40-+100°C的 中温区间内，第二~五热敏电阻可选择相对应温度范围的热敏电阻，诸如日本石冢公司的 503ET热敏电阻； 作为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中，较为理想的是，在〇-3〇〇°C的高温 区间内，第二~五热敏电阻可选择相对应温度范围的热敏电阻，诸如日本石冢公司的504GT 热敏电阻； 作为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中，较为理想的是，在0-400°C的超 高温区间内，第二~五热敏电阻可选择相对应温度范围的热敏电阻，诸如日本石冢公司的 Fl-R热敏电阻。
[0009] 作为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中，较为理想的是，所述承载体 为壳体结构。
[0010] 其中，第二热敏电阻与第三热敏电阻、第四热敏电阻与第五热敏电阻之间的关系 为： 第二热敏电阻与第三热敏电的中心值R乘以2为规范化标准值，如取温度为T摄氏度 时，中心值R*2为规范化标准值2R，第二热敏电阻为离散性在-3%范围内的热敏电阻，第三 热敏电阻为离散性在+3%范围内的热敏电阻，如此则第二热敏电阻和第三热敏电阻的阻值 相加则等于2R ; 第四热敏电阻与第五热敏电的中心值R乘以2为规范化标准值，如取温度为T摄氏度 时，中心值R*2为规范化标准值2R，第四热敏电阻为离散性在-3%范围内的热敏电阻，第五 热敏电阻为离散性在+3%范围内的热敏电阻，如此则第四热敏电阻和第五热敏电阻的阻值 相加则等于2R ; 作为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中，较为理想的是，第三补偿电阻的 阻值为M Ω级； 第四补偿电阻为1000Ω以内的电阻。
[0011] 本发明具有如下有益效果： 其以简便的并串联电阻和用同一种型号的热敏电阻经一定批量测温把阻值分档后，从 中可选取到凡2支中心点或某一个设定点阻值相加均为某一设定的值来配对，实行互补串 联，这样可有效地克服热敏电阻因离散性大的问题，以此来克服高精度温度测量上的障碍。 双珠串联互补可使测量温度的中心点阻值达到完全一致，再以并串联电阻补偿，又可使温 度头尾阻值达到一致，来实现整个温度范围内的超高精度的一致性互换。像这样经过线性 化改造处理取得的标准化NTC热敏电阻，就特别适合取代这种只能以缩短量程来提高测量 精度的仪表，如棒式水银温度计全长540mm，刻度总距离450mm，就只能刻500条分度线，若 是5°C量程则刻度精度0. 〇rC，50°C量程精度0. 1°C。像这样仅依靠缩短量程来制作高精度 测温仪表，这恰恰正好可充分发挥热敏电阻既有体积小、变差大，整机电路简约又可实现小 型化和造价低廉的优势，从而破解了近半个世纪来电子测温仪表难以取代精密水银温度计 的难题，从源头上来清除在测温领域中的汞污染。
【附图说明】
[0012] 图1为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中双珠串联互补结构示意图。
[0013] 图2为取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪中双珠互补并串联补偿结构 示意图。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。
[0015] 取代精密水银温度计的超高精度数字测温仪，其具有：以诸如壳体结构构成的承 载体、安装于承载体的印刷电路板；安装于承载体的温度探测装置，其与印刷电路板电性连 接；接于印刷电路板的显示装置，诸如液晶显示器。
[0016] 在当前电子技术相当成熟的条件下，要实现高精度的测温测量，最关键的是对传 感器感温元件（即前文所述的温度探测装置）的选择。从众多的电子感温元件来看，NTC热 敏电阻可具有的三大优势是其它电子感温元件无法比拟的。
[0017] NTC热敏电阻优势之一在于：体积小，Φ I. 4*4mm。
[0018] NTC热敏电阻优势之二在于：灵敏度高，503ET在0°C时每1°C的温度阻值变差为 8000Ω，是钼电阻0. 39Ω的2万多倍。
[0019] NTC热敏电阻优势之三在于：售价低，503ET单支售价为0. 5元。
[0020] 但是一般的热敏电阻它都存在稳定性差和离散性大这两大缺陷，目前只能停留在 低精度和温区较窄的场合中应用。热敏电阻若要在高精度测量测温中应用，其首决条件是 要具备良好的稳定性和重复性。热敏电阻早在上世纪六十年代已问世，但是的确存在稳定 性差的弊病，直到九十年代，随着电子体温计的大量应用，在工艺和材料上的改进使稳定性 有了大幅度提高。日本石冢公司是世界上最大生产热敏电阻的公司。在产品质量上占有很