專利名稱：用于熱電偶的電插塞連接器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電氣連接至少一個第一熱電偶導(dǎo)體和一個第二熱電偶導(dǎo)體的電插塞連接器，該電插塞連接器包括至少一個導(dǎo)電的第一接觸件和至少一個導(dǎo)電的第二接觸件，其中，第一熱電偶導(dǎo)體需連接在第一接觸件上，第二熱電偶導(dǎo)體需連接在第二接觸件上。
背景技術(shù)：
通常借助于端子連接，將用于這種類型的熱電偶的電插塞連接器，電氣連接到熱電偶的電導(dǎo)體末端上或裝配在熱電偶上的補(bǔ)償導(dǎo)線上。這樣的、用于熱電偶的插塞連接器也稱為熱電偶插頭或恒溫插頭。該插塞連接器在建立測溫鏈時用作通用的電氣連接裝置，以及用于使熱電偶與測量儀、測試臺、電路設(shè)備或類似裝置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化電氣連接。為了與測量儀或電路設(shè)備相接觸，通常將熱電偶插頭插入與該插頭互補(bǔ)的插座或插塞式連接裝置中。為此，待與熱電偶插頭連接的插座或連接插槽或者直接安裝在電路設(shè)備(例如印刷電路板)的板坯上，或者安裝在測量儀(例如測試臺或開關(guān)柜)的殼體上。為了跨接較大的測量距離，可以在測溫端和測量儀之間使用補(bǔ)償導(dǎo)線作為低成本的延長線，該延長線在一定的溫度范圍內(nèi)，具有與兩個熱電偶導(dǎo)體類似的熱電性能。如果使用補(bǔ)償導(dǎo)線，則該補(bǔ)償導(dǎo)線通常設(shè)有接線端子，能夠?qū)?兩個斷開的熱電偶導(dǎo)體電氣連接在該接線端子上，其中，熱電偶插頭安裝在相對的補(bǔ)償導(dǎo)線末端。根據(jù)熱電效應(yīng)，用于溫度測量的熱電偶的測量原理是以兩個分別在末端彼此連接的金屬導(dǎo)體之間所產(chǎn)生的熱電電壓為依據(jù)，當(dāng)在連接點具有不同于兩個斷開的導(dǎo)體末端的溫度時，在該導(dǎo)體末端能夠測得熱電壓。兩個由不同材料制成的電導(dǎo)體(也稱為溫差電偶)彼此連接在熱電偶的測溫端上。在各斷開的末端(也稱為參比端或冷端)上，兩個熱電偶導(dǎo)體與用于測量熱電電壓的測量儀相連接。為了借助于熱電偶，由測得的熱電電壓值確定測量端溫度，必須考慮到參比端溫度，因為在熱電偶上能夠測得的熱電電壓取決于測量端和參比端之間的溫差。因此必須由測得的熱電電壓值相對于參比端溫度確定測量端溫度。由現(xiàn)有技術(shù)已知多種與溫度相關(guān)的電阻，這些電阻用于確定和補(bǔ)償熱電偶的參比端溫度。此外，由現(xiàn)有技術(shù)已知多種方法，這些方法借助于集成電路，不僅確定熱電電壓值，而且直接補(bǔ)償參比端溫度。然而這種已知方法的缺點在于，不是直接在熱電偶的參比端測量溫度，即，不是在熱電偶的兩個導(dǎo)體末端上或補(bǔ)償導(dǎo)線上進(jìn)行測量，而通常是在位于測量儀或測試臺殼體內(nèi)部的電路設(shè)備或電路板上進(jìn)行測量。因為這兩個導(dǎo)體通常安裝在測量儀外部的端子上，所以實際的參比端溫度和測得的參比端溫度之間存在溫度偏差。由文獻(xiàn)US 5，167，519已知一種具有對參比端溫度進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)耐ㄓ眠B接器。熱電偶插頭能夠借助于螺旋式端子連接件電氣連接在這種通用連接器上。為了測量或補(bǔ)償參比端溫度，在這樣的通用連接器上將電溫度傳感器放入兩個相互電隔離的銅塊之間，借助于端子連接，能夠?qū)⒋B接的熱電偶插頭的連接銷固定到該銅塊上。
由文獻(xiàn)US 5，167，519已知的通用連接器沒有解決這個問題，即熱電偶插頭或熱電偶插頭的電連接銷與配備了溫度傳感器的通用連接器之間的電氣連接點是不可忽略的熱阻。因為熱電偶的測量端(B卩，在測量點上)和參比端(B卩，在電氣連接在熱電偶的熱電偶插頭上的、熱電偶的導(dǎo)體末端上)之間必然存在溫度梯度，所以由于兩個熱導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能(取決于有正溫度梯度還是有負(fù)溫度梯度)，對參比端持續(xù)地供熱或散熱從而至少暫時地對參比端加熱或冷卻。此外，通過熱電偶插頭的連接銷(例如根據(jù)文獻(xiàn)US5，167，519與通用連接器相連接的連接銷)，同樣能夠產(chǎn)生持續(xù)地供熱或散熱。但是如果熱電偶插頭的電連接銷和通用連接器之間的連接點具有熱阻，則參比端上的溫度和溫度傳感器上的溫度之間的溫度梯度可能出錯，因為參比溫度測量受到測量誤差的影響。此外，如果將具有不同橫截面或熱導(dǎo)率的熱導(dǎo)體的熱電偶插頭安裝在這樣的通用連接器上，則由于變化的熱阻以及變化的溫度梯度導(dǎo)致的變化的熱阻，可以預(yù)計到參比端上對溫度測量的影響。此外，如果使安裝在這樣的通用連接器上的熱電偶插頭遭受熱氣流或冷氣流(與當(dāng)?shù)夭煌沫h(huán)境溫度相關(guān))，或者如果將具有與溫度傳感器上的溫度偏離的起始溫度的熱電偶連接在這樣的通用連接器上，例如在更換熱電偶時，則在溫度傳感器和參比端之間同樣存在溫度梯度，由此使測量鏈?zhǔn)艿脚既坏幕騽討B(tài)的測量誤差的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，以所揭示的現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了一種使用熱電偶插頭的、用于確定和補(bǔ)償熱電偶的參比端溫度的、改進(jìn)了的裝置。此外，應(yīng)該可以簡單經(jīng)濟(jì)地制造該裝置，以及該裝置在同時具有良好 的使用性的情況下，具有簡單的裝配可行性。根據(jù)本發(fā)明的、該目的的實現(xiàn)方案已經(jīng)通過具有根據(jù)附帶的、獨立的權(quán)利要求的特征的主體給出。有利的和/或優(yōu)選的實施方式和擴(kuò)展方案是從屬權(quán)利要求的主體。因此，本發(fā)明的主要優(yōu)勢及其各個實施方式或擴(kuò)展方案的基礎(chǔ)在于，在熱電偶插頭的連接點和安裝在測量儀上的對應(yīng)插塞連接器之間產(chǎn)生的熱損耗對參比端溫度測量沒有影響，熱電偶插頭插入該對應(yīng)插塞連接器。此外，本發(fā)明實現(xiàn)了對具有任意橫截面和任意熱導(dǎo)率的熱電偶的使用和應(yīng)用，因此在選擇合適的熱電偶方面實現(xiàn)了較高靈活性，而不需要擔(dān)心在測量溫度時影響精確度。本發(fā)明對于測量應(yīng)用特別有利，在這種測量應(yīng)用中，變化的環(huán)境溫度和易變的熱力學(xué)起始條件會影響以熱電偶進(jìn)行溫度測量的準(zhǔn)確性，其中，通過本發(fā)明補(bǔ)償這些干擾影響。通過用于電氣連接至少一個第一熱電偶導(dǎo)體和至少一個第二熱電偶導(dǎo)體的電插塞連接器實現(xiàn)了本發(fā)明的目的，該電插塞連接器包括至少一個導(dǎo)電的第一接觸件和至少一個導(dǎo)電的第二接觸件和至少一個第一電溫度傳感器，其中，第一熱電偶導(dǎo)體需連接在第一接觸件上，第二熱電偶導(dǎo)體需連接在第二接觸件上，該溫度傳感器具有溫度感應(yīng)區(qū)和至少一個第一電觸點和至少一個第二電觸點，其中，通過接合連接，使第一溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分附著到第一接觸件上。
因此，本發(fā)明以這個想法為基礎(chǔ)，提供用于熱電偶的電插塞連接器，該想法還包括了對參比端進(jìn)行溫度測量，即，測量熱電偶導(dǎo)體的兩個末端上的溫度的方法。根據(jù)本發(fā)明，對此，使至少一個溫度傳感器的測溫端的至少一部分接合在電插塞連接器的電接觸件上。需要將參比端(即，至少第一和第二熱電偶導(dǎo)體的斷開的導(dǎo)體末端)電氣連接在該接觸件以及至少另一電接觸件上，以使溫度傳感器、溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)和熱電偶的參比端相互靠近地放置，并且適宜地毗鄰。根據(jù)另一個發(fā)明特征，電插塞連接器包括至少兩個導(dǎo)電的接觸件。需要將至少兩個熱電偶導(dǎo)體的末端(即，熱電偶的參比端)電氣連接在這些接觸件上。這些接觸件同樣用于電氣連接其他的、裝入在與根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器互補(bǔ)的對應(yīng)插塞連接器中(特別是插座或插塞式連接裝置中)的接觸件，根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器能夠插入該對應(yīng)插塞連接器中。根據(jù)本發(fā)明，電插塞連接器包括至少一個電溫度傳感器，其中，使該溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分通過能夠去除的或永久的接合連接接合(即，特別是直接接合)在根據(jù)本發(fā)明的電插塞連 接器的第一接觸件上(特別是以該接觸件表面上的至少一個區(qū)段)。實踐證明接合連接對本發(fā)明特別有利，第一接觸件和溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的、接合在該接觸件上的一部分之間的這種接合連接可以僅實現(xiàn)在這里通過接合而產(chǎn)生的邊界層的薄膜元件上的熱傳遞，該薄膜元件例如是導(dǎo)熱膠或其他有利于熱傳導(dǎo)的、機(jī)械式的薄膜元件，和/或可以采用接合連接所需的接合方式，例如粘合劑、焊接材料或焊劑、螺栓連接或鉚接，和/或可以實現(xiàn)電絕緣，從而能夠?qū)崿F(xiàn)使溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)與接觸件電隔離。溫度傳感器可以理解為任何的測量傳感器，該測量傳感器具有溫度感應(yīng)區(qū)，并且適用于在根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器的至少一個接觸件上測量表面溫度。溫度傳感器和溫度感應(yīng)區(qū)可以具有任意的外形和任意大小的測量面。因此，溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)可以或者僅占有溫度傳感器的整個表面的一部分或一個區(qū)段，或者由溫度傳感器的整個的、外部的表面形成溫度感應(yīng)區(qū)。此外，溫度傳感器的至少一部分或其他的溫度傳感器的至少一部分能夠由保護(hù)層和/或由導(dǎo)熱材料層(特別是陶瓷)包裹，該材料層在這種情況下形成了溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分。根據(jù)本發(fā)明，至少有一個電溫度傳感器具有至少一個第一電觸點和至少一個第二電觸點。該溫度傳感器用于量取電氣特征值，尤其是隨溫度變化的電阻值。對此，可以在溫度傳感器的兩個電觸點上施加電壓，該電壓由電路設(shè)備提供，用于評定借助溫度傳感器測得的溫度。如果將根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器安置在插塞連接器殼體中，則電接觸件具有優(yōu)勢地安裝在這樣的插塞連接器殼體中。此外，在有利的設(shè)計方案中，溫度傳感器和溫度感應(yīng)區(qū)安置在該插塞連接器殼體內(nèi)。通過溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)在至少根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器的第一接觸件上的、熱力學(xué)上大體理想的設(shè)置實現(xiàn)了能夠通過本發(fā)明實現(xiàn)的、測量技術(shù)上的改進(jìn)。因此，將電氣連接在第一和第二接觸件上的、熱電偶的導(dǎo)體末端(即，熱電偶的參比端)設(shè)置在靠近安裝在至少一個第一接觸件上的溫度傳感器或溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的位置，由此排除了由現(xiàn)有技術(shù)提及的、在熱電偶上測量參比端溫度時的、熱工技術(shù)上的不足，從而在使用裝有熱電偶插頭的熱電偶時，實現(xiàn)了無缺陷的測量鏈。此外，這種根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器實現(xiàn)了，在測量鏈同時立即進(jìn)入準(zhǔn)備就緒階段時，熱電偶在具有不同環(huán)境溫度的、變化的測量點上的、普遍的和靈活的應(yīng)用，而不需要顧及由于在測量鏈的電氣接頭上的溫度補(bǔ)償而產(chǎn)生的動態(tài)測量錯誤。此外，能夠?qū)⒕哂腥我獠牧辖M合、橫截面和任意熱導(dǎo)率或任意熱力學(xué)特性的任意熱電偶類型連接在根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器上，以使在為各個測量應(yīng)用選擇合適的熱電偶時得到較高的靈活性，而不需要在測量溫度時對精確度或容許誤差的影響進(jìn)行估計。此外，通過本發(fā)明，在用于測量參比端溫度的合適的溫度傳感器的選擇方面實現(xiàn)了改進(jìn)了的靈活性。由現(xiàn)有技術(shù)已知的測量方法確定參比端溫度時，由于溫度傳感器結(jié)合在測量儀中、電路設(shè)備上或通用插塞連接器中，為了插入熱電偶插頭不允許更換溫度傳感器，借助根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器能夠靈活地與測量技術(shù)上的任務(wù)相匹配。因此，具有溫度傳感器的電插塞連接器能夠用于測量技術(shù)上的特殊應(yīng)用，該溫度傳感器需要具有特殊的性質(zhì)，例如測量誤差低或測量速度快。此外，測量技術(shù)上的電子設(shè)備(即，現(xiàn)有的測量儀和測量外圍設(shè)備)需要使用具有特殊的、電子技術(shù)的前提條件的溫度傳感器，從而在根據(jù)測量技術(shù)的任務(wù)調(diào)整測量技術(shù)設(shè)備方面得到特別有利的靈活性，根據(jù)本發(fā)明，對于測量技術(shù)上的不同的要求能夠提供各種電插塞連接器。由于能夠?qū)⒉痪邆浼傻臏囟葌鞲衅鞯臏y量儀用于測量參比端溫度的這個可行性，得到了本發(fā)明的進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，以使通用的測量儀能夠投入使用，從而節(jié)約成本。本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，通過接合連接，溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分附著到根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器的第一和第二接觸件上。借此以特別有利的方式實現(xiàn)了，借助于唯一的溫度傳感器能夠同時測量第一和第二接觸件上的參比溫度，以及實現(xiàn)了第一和第二接觸件之間的熱交換。在本發(fā)明的、特別有利的設(shè)計方案中，溫度感應(yīng)區(qū)具有導(dǎo)熱的特性。為了實現(xiàn)溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)與相 互電隔離的第一和第二接觸件之間的熱傳遞，在連接點之間(即，附著到第一接觸件上的、溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的部分和/或附著到第二接觸件上的、溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的部分之間)引入了改進(jìn)了熱傳遞的介質(zhì)(特別是導(dǎo)熱膠或?qū)岬恼澈蟿?或改進(jìn)了熱傳導(dǎo)的部件。由此以有利的方式改進(jìn)了接合連接的邊界層上的熱傳導(dǎo)。此外，接合連接可以包括實現(xiàn)電絕緣的介質(zhì)，以使溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)與第一和/或第二接觸件電隔離。本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施方式中，通過接合連接，第一溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分接合在第一接觸件上，第二溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的一部分接合在第二接觸件上。由此借助于第一和第二接觸件上的兩個溫度傳感器和兩個接觸件的強(qiáng)制電隔離實現(xiàn)了分開檢測溫度的優(yōu)勢。本發(fā)明的另一個設(shè)計方案中，將根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器設(shè)計成多極的，并且除了第一和第二接觸件以外，還具有導(dǎo)電的第三接觸件，該第三接觸件同樣能夠設(shè)置在插塞連接器殼體的內(nèi)部。本發(fā)明的另一個有利的設(shè)計方案中，溫度傳感器的第一電觸點電氣連接在第三接觸件上，溫度傳感器的第二電觸點電氣連接在第一或第二接觸件上。由于溫度傳感器的電觸點的這種設(shè)置，從而提供了一種除了測量電氣連接在插塞連接器的第一和第二接觸件上的熱電偶導(dǎo)體上的參比端溫度以外，也能夠電氣連接獲取參比端溫度的溫度傳感器的電觸點的電插塞連接器。因此，這樣的三極電插塞連接器除了能夠電氣傳輸熱電偶導(dǎo)體末端上的熱電電壓以外，還能夠電氣傳輸溫度傳感器在電路設(shè)備(例如能夠計算熱電電壓值以及溫度傳感器的電氣參數(shù)的測量儀中的溫度界面)上電氣檢測的參數(shù)。對此，測量儀或電路設(shè)備配備了與根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器互補(bǔ)的、同樣為三極的對應(yīng)電插塞連接器，例如電插座或插塞式連接裝置。本發(fā)明的另一個有利的設(shè)計方案中，根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器有效地具有導(dǎo)電的第四接觸件，該第四接觸件同樣設(shè)置在插塞連接器殼體的內(nèi)部。在本發(fā)明的、這樣的實施方式中，第一溫度傳感器的第二電觸點不是電氣連接在第一或第二接觸件上，而是電氣連接在額外的第四接觸件上，借此實現(xiàn)了溫度傳感器的第一和第二觸點與根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器的第一或第二接觸件的電隔離的優(yōu)勢，從而與熱電電壓信號的電隔離的優(yōu)勢。如果根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器具有了第一和第二接觸件，則本發(fā)明的另一個設(shè)計方案中，根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器可以包括導(dǎo)電的第五和第六接觸件，第二溫度傳感器的第一和第二電觸點分別電隔離地連接在這兩個接觸件上。該導(dǎo)電的第五和第六接觸件同樣能夠安置在插塞連接器殼體的內(nèi)部，借此提供了六極熱電偶插頭，該六極熱電偶插頭敷設(shè)了兩個用于在連接在插塞連接器上的熱電偶上分開地獲取參比端溫度的溫度傳感器，并且在該熱電偶中，對單個的接觸件進(jìn)行完全地電隔離。形成為與溫度相關(guān)的電阻的電溫度傳感器優(yōu)選地適用于獲取參比端溫度。特別是熱敏電阻，它是優(yōu)選的、與溫度相關(guān)的電阻，其中根據(jù)本發(fā)明，可以無限制地使用所有已知類型的電溫度傳感器或測溫裝置。適宜地、導(dǎo)熱地形成了第一溫度傳感器和其他溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)。此外，溫度感應(yīng)區(qū)能夠由導(dǎo)熱的陶瓷或陶瓷體形成，溫度傳感器整個或部分地包裹了或涂裝了該陶瓷或陶瓷體的其中，陶瓷材料優(yōu)選地形成為電絕緣體。本發(fā)明的、有利的設(shè)計方案中，借助于陶瓷的連接件或借助于由其他的導(dǎo)熱材料制成的元件導(dǎo)熱地連接第一和第 二接觸件，以使第一和第二接觸件之間能夠出現(xiàn)溫度補(bǔ)償。在這樣的連接件的內(nèi)部或上面，能夠固定一個或多個溫度傳感器，用于測量連接件的溫度。本發(fā)明的、特別有利的設(shè)計方案中，具有陶瓷或其他導(dǎo)熱覆蓋物的溫度傳感器借助于接合連接附著到第一和第二接觸件上。為了電隔離第一和第二接觸件，包裹溫度傳感器的材料是電絕緣體。為了制造根據(jù)本發(fā)明的、用于熱電偶的電插塞連接器，使第一溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分借助于接合方法附著到第一接觸件上。本發(fā)明的另一個設(shè)計方案中，借助于材料配合的接合方法，特別是以粘合連接，使第一溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分附著到第一接觸件上。為了建立接合連接，采用粘合方法是適宜的。在特別有利的設(shè)計方案中，以含有環(huán)氧樹脂的雙組份粘合劑至少潤濕溫度感應(yīng)區(qū)的一部分或溫度傳感器的覆蓋物表面的一部分和/或電插塞連接器的第一和第二接觸件的一部分，然后將溫度傳感器的、以粘合劑潤濕的部分接合在第一和第二接觸件上。為了改進(jìn)接合連接的導(dǎo)熱性能，在本發(fā)明的、特殊的設(shè)計方案中，使粘合劑具有提高熱導(dǎo)率的添加劑是適宜的。此外，首先至少使第一溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的表面的一部分具有導(dǎo)熱膠和/或改進(jìn)導(dǎo)熱率的元素和/或制造電隔離的元素，然后借助于接合方法(例如借助于粘合方法、焊接接合、釬焊連接、螺栓連接或鉚接)使溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)附著到第一和/或其他的接觸件上。


以下將以優(yōu)選的實施例，對根據(jù)本發(fā)明的、用于熱電偶的電插塞連接器進(jìn)行描述。在附圖中:圖1示出了具有溫度傳感器的電插塞連接器的示意圖；圖2示出了在電路設(shè)備上的插座中的、具有三極電插塞連接器的熱電偶的立體概略圖；圖3示出了具有溫度傳感器的、敞開的三極電插塞連接器的概略圖；圖4示出了具有溫度傳感器的、敞開的四極電插塞連接器的概略圖；圖5示出了具有兩個溫度傳感器的電插塞連接器的示意圖；圖6示出了根據(jù)圖2、在電路設(shè)備上的插座中的、具有三極電插塞連接器的、相應(yīng)的熱電偶的立體概略圖；圖7示出了根據(jù)圖3、相應(yīng)的具有溫度傳感器的、敞開的三極電插塞連接器的概略圖；圖8示出了根據(jù)圖4、相應(yīng)的具有溫度傳感器的、敞開的四極電插塞連接器的概略圖；附圖標(biāo)記說明I 第一接觸件2 第二接觸件3 第三接觸件4 第四接觸件5 第五接觸件6 第六接觸件7 第一熱電偶導(dǎo)體8 第二熱電偶導(dǎo)體9 電路設(shè)備10第一電溫度傳感器11第一溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)12第一溫度傳感器的第一電觸點13第一溫度傳感器的第二電觸點14第二電溫度傳感器15第二溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)16第二溫度傳感器的第一電觸點17第二溫 度傳感器的第二電觸點18 陶瓷體
19螺栓夾20夾緊螺栓21插塞連接器殼體21a 殼蓋22插座23測量端24第一熱電偶導(dǎo)體的參比端25第二熱電偶導(dǎo)體的參比端26插座的接觸件27接合連接
具體實施例方式在接下來討論圖示中的優(yōu)選實施例之前，必須對此指出，根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器可以形成為帶有插塞連接器殼體或不帶有連接器殼體。圖1借助于一個實施例，示出了根據(jù)本發(fā)明的電插塞連接器的示意圖，在該實施例中，插塞連接器具有插塞連接器殼體21。因此，在這種情況下，使第一電接觸件I和第二電接觸件2適宜地設(shè)置在插塞連接器殼體21的內(nèi)部，該殼體用虛線框示出。接觸件I和2在本實施例中形成為銷釘形狀·，用于形成為插頭的插塞連接器。但是必須對此指出，接觸件I和2也能夠形成為插座形狀，用于形成為插座的插塞連接器。熱電偶的兩個熱電偶導(dǎo)體7和8電氣連接在第一和第二電接觸件I和2的各自的末端上，其中，這兩個導(dǎo)體在測量端23上相互接合，以測量位于遠(yuǎn)處測量點的溫度Θ I。在電插塞連接器的第一和第二電接觸件I和2的各自的另一末端上能夠量取到熱電電壓VI，例如在圖2和圖6中可以看出，通過將電插塞連接器與互補(bǔ)的、安裝在電路設(shè)備9上的插塞連接器相結(jié)合，能夠?qū)⒃撾妷簜鬏數(shù)诫娐吩O(shè)備9上。為了在第一熱電偶導(dǎo)體7的參比端24上，參照溫度Θ I測量參比端溫度Θ2，使溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11的一部分附著到第一接觸件I上。為了在第二熱電偶導(dǎo)體8的參比端25上，參照溫度Θ I測量另一個參比端溫度Θ 3，將該溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11的一部分也附著到第二接觸件2上。溫度傳感器10至少部分地用陶瓷體18包裹，借此通過陶瓷體18包裹的部分形成了溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11。因此，圖1中的溫度感應(yīng)區(qū)11的表面指向繪圖平面內(nèi)。借助于接合連接27，使溫度感應(yīng)區(qū)11的一部分導(dǎo)熱地附著到第一接觸件I上，借助于接合連接27’，將溫度感應(yīng)區(qū)11的另一部分導(dǎo)熱地附著到第二接觸件2上(B卩，特別是直接地附著)，借此能夠在第一和第二接觸件之間產(chǎn)生溫度補(bǔ)償。接合連接為粘合連接是適宜的。為了用溫度傳感器10量取參比端溫度測量的電氣溫度特性值，因此在本實施例中，將該溫度傳感器的兩個電觸點12和13從插塞連接器殼體21中引出。圖2和圖6以立體圖示出了優(yōu)選的、根據(jù)本發(fā)明的三極電插塞連接器的實施例以及電氣連接在該插塞連接器上的、具有兩個熱電偶導(dǎo)體7和8的熱電偶，這兩個導(dǎo)體在熱電偶的測量端23上彼此電氣連接。
而圖2和圖6中所示的電插塞連接器又放入帶有殼蓋21a的插塞連接器殼體21中。用于測量參比端溫度的第一電溫度傳感器10同樣設(shè)置在插塞連接器殼體21內(nèi)部。將插塞連接器實施為電插頭，并且插入設(shè)置在具有電路設(shè)備9的電路板上的電插座22中。不同于根據(jù)圖1的插塞連接器，電插塞連接器的插塞連接器殼體21具有到三個，即，第一、第二、和第三接觸件1、2、3的三個接入口，該多個接觸件放入在插塞連接器殼體21的內(nèi)部，因此不可見。在圖2和圖6所示的電插塞連接器上，具有兩個熱電偶導(dǎo)體7和8的熱電偶電氣連接在第一或第二接觸件上，其中，出于該目的，分別引導(dǎo)兩個熱電偶導(dǎo)體7和8通過插塞連接器殼體21的第一和第二接入口。插座22具有互補(bǔ)的接觸件，該接觸件由于成對結(jié)合而不可見，當(dāng)插塞連接器插入插座22中，則建立了與電插塞連接器的第一、第二、和第三接觸件1、2、3的電氣接觸。電路設(shè)備9用于處理或計算熱電電壓值和由第一電溫度傳感器10產(chǎn)生的溫度特征值。借助于電插塞連接器將兩個測量值傳輸?shù)诫娐吩O(shè)備9上。此外，圖2和圖6中能夠看出另一個未占用的插座22’(在這種情況下，具有銷釘形狀的三個接觸件26)，用于連接根據(jù)本發(fā)明的另一個電插塞連接器，該未占用的插座設(shè)置在電路板上，并且同樣與電路設(shè)備9電氣相連。圖3和圖7示出了圖2所示的、具有第一、第二、和第三接觸件1、2、3的三極電插塞連接器的、敞開的插塞連接器殼體21，該多個接觸件放入在插塞連接器殼體21的內(nèi)部?？赡艽嬖诘?、插塞連接器殼體21的殼蓋21b在圖3和圖7中不可見。兩個熱電偶導(dǎo)體7和8能夠電氣連接在圖3和圖7所示的插塞連接器的第一和第二接觸件上，其中，第二接觸件還用于電氣連接溫度傳感器10的第一電觸點12。因此，兩個電接觸元件連接在第二接觸件上，首先連接第二熱電偶導(dǎo)體8，其次連接溫度傳感器10的第一電觸點12。第三接觸件用 于電氣連接溫度傳感器10的第二電觸點13。為了使兩個熱電偶導(dǎo)體7和8電氣連接在第一和第二接觸件I和2上，圖3和圖7所示的實施例中，兩個接觸件1、2分別配備了螺栓夾19和19’。兩個熱電偶導(dǎo)體7和8能夠分別引入這兩個螺栓夾中，并借助夾緊螺栓20或20’夾上。電溫度傳感器10至少部分地由陶瓷體18包裹，并由此又限定了溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11。為了測量電氣連接在插塞連接器上的熱電偶的導(dǎo)體末端上的參比端溫度，借助于粘合連接27或27’，分別將電溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11的一部分附著到第一和第二接觸件I和2上。為了量取電氣溫度特征值，將溫度傳感器10的兩個電觸點12和13與第二和第三接觸件2和3焊接在一起。圖4和圖8示出了具有第一、第二、第三、和第四接觸件1、2、3、4的四極電插塞連接器的實施例的、敞開的插塞連接器殼體21，該多個接觸件放入在插塞連接器殼體21的內(nèi)部。插塞連接器殼體21的殼蓋21b在圖4和圖8中不可見。兩個熱電偶導(dǎo)體7和8電氣連接在第二和第三接觸件上，然而第一接觸件用于電氣連接溫度傳感器10的第一電觸點12，第四接觸件用于電氣連接溫度傳感器10的第一電觸點13。因此，以熱電偶實現(xiàn)了熱電電壓的測量信號的電隔離，以溫度傳感器10實現(xiàn)了用于測量參比端溫度的相應(yīng)的測量信號的電隔離。為了使兩個熱電偶導(dǎo)體7和8電氣連接在第二和第三接觸件2和3上，圖4和圖8所示實施例的兩個接觸件2和3分別配備了螺栓夾19’和19’ ’。兩個熱電偶導(dǎo)體7和8能夠分別引入這兩個螺栓夾中，并各自借助夾緊螺栓(圖4和圖8中不可見)夾上。為了測量電氣連接在插塞連接器上的熱電偶導(dǎo)體的導(dǎo)體末端上的參比端溫度，借助于粘合連接27或27’，分別使電溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11的一部分附著到第二和第三接觸件2和3上，其中，在適宜的擴(kuò)展方案中同樣也是由至少部分地包裹溫度傳感器10的陶瓷體18形成了溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11。為了量取電氣溫度特征值，將溫度傳感器10的兩個電觸點12和13與第一和第四接觸件I和4焊接在一起。圖5示出了根據(jù)實施例的具有第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器14的電插塞連接器的實施方式的示意圖。第一和第二電接觸件I和2設(shè)置在插塞連接器殼體21的內(nèi)部，該殼體用虛線框示出。使熱電偶的兩個熱電偶導(dǎo)體7和8電氣連接在第一和第二電接觸件I和2各自的一個末端上，其中，這兩個熱電偶導(dǎo)體在測量端23上相互接合，以測量位于遠(yuǎn)處測量點的溫度Θ1。在電插塞連接器的第一和第二電接觸件I和2的另一個末端上能夠量取到熱電電壓VI，并且通過將電插塞連接器插入安裝在電路設(shè)備9上的插座22中，能夠?qū)⒃撾妷簜鬏數(shù)诫娐吩O(shè)備9上。為了分別在第一熱電偶導(dǎo)體7的參比端24上，和在第二熱電偶導(dǎo)體8的參比端25上測量兩個參比端溫度Θ2和Θ 3，使第一溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11的一部分附著到第一接觸件I上，以及使第二溫度傳感器14的溫度感應(yīng)區(qū)15的一部分附著到第二接觸件2上，這兩個熱電偶導(dǎo)體連接在兩個接觸件I和2上。第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器14分別設(shè)置有至少部分地包裹溫度傳感器10或14的陶瓷體18或18’，以使由包裹的陶瓷18或18’的部分形成兩個溫度傳感器10和14的溫度感應(yīng)區(qū)11和15。而圖5中的兩個溫度感應(yīng)區(qū)11和15的表面又指向繪圖平面內(nèi)。第一溫度傳感器10的溫度感應(yīng)區(qū)11的一部分借助于接合連接27導(dǎo)熱地附著到第一接觸件I上，第二溫度傳感器1 4的溫度感應(yīng)區(qū)15的一部分借助于接合連接27’導(dǎo)熱地附著到第二接觸件2上。而接合連接為粘合連接又是適宜的。因此，相互電隔離第一和第二接觸件I和2，并且在兩個接觸件I和2之間沒有進(jìn)行溫度補(bǔ)償。為了用溫度傳感器10或14量取參比端溫度測量的電氣特征值，將該溫度傳感器的兩個電觸點12和13或16和17從插塞連接器殼體21中引出。概括來說，實踐證明接合連接對本發(fā)明特別有利，第一接觸件和溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的、接合在該接觸件上的一部分之間的這種接合連接可以僅實現(xiàn)在這里通過接合而產(chǎn)生的邊界層的薄膜元件上的熱傳遞，該薄膜元件例如是導(dǎo)熱膠或其他有利于熱傳導(dǎo)的、機(jī)械式的薄膜元件，和/或可以采用接合連接所需的接合方式，例如粘合劑、焊接材料或焊劑、螺栓連接或鉚接，和/或可以實現(xiàn)電絕緣，從而能夠?qū)崿F(xiàn)使溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)與接觸件電隔離。因此，附著(特別是直接附著)在接觸件上的溫度感應(yīng)區(qū)的部分處于同一種材料上，熱電偶導(dǎo)體也連接在該材料上。在之前所述的實施方式中，溫度傳感器的至少一部分由陶瓷包裹，在這種情況下，該陶瓷形成了該溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分，在對這些實施方式的變體中，也可以使用其他的保護(hù)層和/或?qū)岵牧蠈?。此外，必須對此指出，本發(fā)明不是僅限于由包裹的陶瓷形成溫度感應(yīng)區(qū)。所以溫度感應(yīng)區(qū)可以具有任意的外形和任意大小的測量面，并且可以直接是適用于在根據(jù)本發(fā)明的插塞連接器的至少一個接觸件上測量表面溫度的溫度傳感器的一部分。此外，溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)可以例如占有溫度傳感器的整個表面的一部分或一個區(qū)段，或者由溫度傳感器的整個外部的表面形成溫 度感應(yīng)區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種用于電氣連接至少一個第一熱電偶導(dǎo)體和一個第二熱電偶導(dǎo)體(7、8)的電插塞連接器，所述電插塞連接器包括 -至少一個導(dǎo)電的第一接觸件和至少一個導(dǎo)電的第二接觸件(1、2)，其中，第一熱電偶導(dǎo)體(7)需連接在所述第一接觸件(I)上，第二熱電偶導(dǎo)體(8)需連接在所述第二接觸件(2)上， -至少一個第一電溫度傳感器(10)，所述溫度傳感器具有溫度感應(yīng)區(qū)(11)和至少一個第一電觸點和至少一個第二電觸點(12、13)，其特征在于， 所述第一溫度傳感器(10 )的溫度感應(yīng)區(qū)(11)的至少一部分通過接合連接(27 )附著到所述第一接觸件(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電插塞連接器，其特征在于，第一溫度傳感器(10)的所述溫度感應(yīng)區(qū)(11)的至少一部分通過接合連接附著到所述第二接觸件(2)上，和/或至少第一溫度傳感器(10)的所述溫度感應(yīng)區(qū)(11)導(dǎo)熱地附著到所述第一和/或第二接觸件(1、2)上，和/或至少第一溫度傳感器(10)的所述溫度感應(yīng)區(qū)(11)與所述第一和/或第二接觸件(1、2)電隔離。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的電插塞連接器，其特征在于，第二溫度傳感器(14)的溫度感應(yīng)區(qū)(15)的至少一部分通過接合連接附著到所述第二接觸件(2)上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的電插塞連接器，其特征在于，所述第一熱電偶導(dǎo)體(7)與所述第一接觸件(I)電氣相連，并且所述第二熱電偶導(dǎo)體(8)與所述第二接觸件(2)電氣相連。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的電插塞連接器，其特征在于，第一溫度傳感器 (10)的所述第一電觸點(12)電氣連接在導(dǎo)電的第三接觸件(3)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電插塞連接器，其特征在于，第一溫度傳感器(10)的所述第二電觸點(12)電氣連接在第一接觸件(I)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電插塞連接器，其特征在于，第一溫度傳感器(10)的所述第二電觸點(13)電氣連接在導(dǎo)電的第四接觸件(4)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求3和7所述的電插塞連接器，其特征在于，第二溫度傳感器(14)的第一電觸點(16)電氣連接在導(dǎo)電的第五接觸件(5)上，并且第二溫度傳感器(14)的第二電觸點(17)電氣連接在導(dǎo)電的第六接觸件(6)上。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的電插塞連接器，其特征在于，第一和其他的溫度傳感器(10、14)形成為與溫度相關(guān)的電阻。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的電插塞連接器，其特征在于，所述第一和/或其他的溫度傳感器(10、14)的至少一部分是導(dǎo)熱的和/或由至少一個導(dǎo)熱的陶瓷體(18)包裹，特征在于，所述陶瓷體(18)用于第一和第二接觸體(1、2)之間的溫度補(bǔ)償并且形成至少一個溫度感應(yīng)區(qū)(11、15)。
11.一種用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項的電插塞連接器的方法，其特征在于，所述第一溫度傳感器(10)的溫度感應(yīng)區(qū)(11)的至少一部分借助于接合方法附著到所述第一接觸件(I)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于制造電插塞連接器的方法，其特征在于，采用了材料配合的接合方法，特別是粘合連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于制造電插塞連接器的方法，其特征在于，借助于導(dǎo)熱的和/或電絕緣的粘合劑進(jìn)行粘合連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13所述的用于制造電插塞連接器的方法，其特征在于，進(jìn)行接合過程之前，在附著到第一接觸件(I)的第一溫度傳感器(10)的溫度感應(yīng)區(qū)(11)的表面的至少一部分上涂上導(dǎo)熱膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電氣連接至少一個第一熱電偶導(dǎo)體和一個第二熱電偶導(dǎo)體的電插塞連接器，該電插塞連接器包括至少一個導(dǎo)電的第一接觸件和至少一個導(dǎo)電的第二接觸件以及至少一個第一電溫度傳感器，其中，第一熱電偶導(dǎo)體需連接在第一接觸件上，第二熱電偶導(dǎo)體需連接在第二接觸件上，該溫度傳感器具有溫度感應(yīng)區(qū)和至少第一電觸點和第二電觸點，其中，第一溫度傳感器的溫度感應(yīng)區(qū)的至少一部分通過接合連接直接與第一接觸件連接。
文檔編號G01K7/02GK103229031SQ201180056723
公開日2013年7月31日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者法比安·青克 申請人:菲尼克斯電氣公司