大优势，故本发明首选该公司出品的503ET热敏电阻，并要求其提供在稳定性和重复性指 标都优于钼电阻指标的产品，在历经二个月的实际测试，石冢公司提供的监测报告结构表 明其误差仅为钼电阻的七分之一不到(参见表一)。
[0021] 表一互换型标准化热敏电阻与钼电阻性能比较表
注：503ETR0=161.9KQ R0±0.1%=161.9Q Rl=153. 9ΚΩ rC 差值=8000Ω 161. 9Ω=〇· 〇2°C 有了稳定性和重复性的可靠保证，接着就是本发明需要重点解决热敏电阻阻值离散性 大的问题。现在以如下二种使其阻值实现规范化的补偿技术来有效地实现和超越各种水银 温度计对不同温度量程的精度要求。
[0022] 表二503ET热敏电阻±3%阻值离散性温度误差表
注：±3%引起温度误差范围0. 7°C -I. 83°C O-KKTC 间 1°C温区差值：0-rC =8000 Ω，25-26°C =2150 Ω，50-51°C =680 Ω 75-76°C =245 Ω，99-100°C =101 Ω 1、双珠串联互补法 参见图1，所述双珠串联补偿结构：以第二热敏电阻Rtl串联第三热敏电阻Rt2组成互 补型温度探测装置。
[0023] 该双珠串联补偿结构适用于量程较宽和精度较高的仪表。
[0024] 双珠串联互补法是取中心值乘以2为规范化标准值，如取25 °C时， 50ΚΩ*2=100ΚΩ，再将一定量的离散性为±3%的热敏电阻在25°C恒温槽内进行定点编 号分档，在阻值分档后，只要选取在25°C时大小两支热敏电阻相加等于100ΚΩ即可实现 双珠串联互补，如 48. 5K Ω +51. 5K Ω =IOOK Ω，49K Ω +51K Ω =100 K Ω，49. 555 K Ω +50. 445 K Ω =IOOK Ω等等，在25°C时取得与规范化的标准值完全一致后可检查O-KKTC范围内各点 误差，可从单支0. 7-1. 83°C缩小到0-0. 035°C(参见表三O-KKTC 503ET双珠串联互补后阻 值离散性温度误差表） 表三0-100°C 503ET双珠串联互补后阻倌离散性温度误差表
基本上已能达到棒式水银温度计的精度指标。
[0025] 2、双珠互补并串联补偿法 参见图2,所述双珠互补并串联补偿结构：以第四热敏电阻Rtl串联第五热敏电阻Rt2 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R并而组成第二并 联结构，而后在第二并联结构再串联第四补偿电阻R串而组成温度探测装置。
[0026] 该双珠互补并串联补偿结构适用于取代各种高精度水银温度计。
[0027] 双珠串联互补虽然可使量程中心点阻值达到一致，但是考虑到批量生产时，热敏 电阻的B常数不一致会引起始点和终点阻值的偏离。当然可以在配对时加以互补抵冲， 但是真正要达到起始点、中点、终点完全一致，还必须依靠并串联补偿电阻来完成，最终使 O-KKTC全量程误差控制在0. 006以下(参见表四O-KKTC 503ET双珠互补并串联补偿后温 度误差表） 表四O-KKTC 503ET双珠互补并串联补偿后温度误差表
若在此基础上再以缩短量程和选择小于1%离散性的热敏电阻来配对串联，从理论上 可实现"零"误差。
[0028] 本发明具有较强的针对性，目标是取代各种高精度水银温度计，在充分调研基础 上概括水银温度计13大类、853中温度规格分别以低、中、高、超高精度四个温度区域为代 表设计出四台整机和12只常用温度规格传感器。这样可以覆盖95%以上常用的水银温度 计(参见表五高精度数字测温仪允许误差)。
[0029] 表五高精度数字测温仪允许误差
本发明具体实施步骤，先期开发的是以单珠并串联补偿法制作的〇-5〇°C，分辨力 0. 〇rC的数字测温仪，经上海计量测试技术研究院检定各点误差小于0. 04°C。现在要在 此基础上以双珠串联补偿法研发出-40°C -+KKTC的整机，可分列-30-+20°C，0-5(TC， 50-KKTC三种传感器来取代水银七组二等标准中的前三支分辨力为0.001 °C，误差 ±0. 02°C的高精度数字测温仪。继后再完成高温区和低温区以及按特定规格制作的各种电 子测温仪，逐步做到全覆盖。
[0030] 以热敏电阻来制作高精度测温仪，在具体实施例中还必须顾及到与同类型产品的 性价比的比对，如钼电阻石油专用测温仪，进口价格在2万元以上，而是以热敏电阻制作则 在2000元以内即可完成，如测量精度上与钼电阻比较，也具有明显优势。如再将它与二等 标准水银温度计相比较，水银温度计最小刻度值为0. 1°C，其百位数要采用估读方式来完 成，水银温度计在实际操作中不但存在估读误差，更有另外五条不为人门熟知的读数误差 (参见表六水银温度计测温误差） 表六水银温度计测温误差
注：1.以上仪表的感温元件均采用互换型标准化热敏电阻 2.互换型标准化热敏电阻更适合用作于有线和无线遥测以及制作标准模块与物联网 相连接 如果将各项误差叠加肯定是远远超过它的最小刻度值。在售价上三支二等标准水银温 度计售价为600元，在-30-+KKTC温区内高精度数字测温仪设计为1台整机配置3支不同 温区规格传感器，整机300元，传感器每只80元，总计为540元，也可低于水银温度计。
[0031] 以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方 式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而 言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范 围。
【主权项】
1.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； 其特征在于，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； 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； 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； 其中，第三补偿电阻的阻值为MQ级； 第四补偿电阻为1000 Q以内的电阻。
【专利摘要】本发明公开了一种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、印刷电路板、温度探测装置、显示装置，温度探测装置选择双珠串联补偿结构或者双珠互补并串联补偿结构，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；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。该测温仪具有精度高，稳定性强的优点。
【IPC分类】G01K7/25
【公开号】CN105092076
【申请号】CN201410209001
【发明人】张金水
【申请人】张金水
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月17日