[發明專利]一種低溫溫度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710434838.5
• 申請日: 2017-06-10
• 公開（公告）號: CN107131960B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 昌錕;陳順中;王暉;劉建華;王秋良
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01K1/14
• 分類號: G01K1/14
• 代理公司: 11251 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關玲<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及一種低溫溫度測量裝置及方法，靜盤(2a)圓周上布置有多個可導電的靜觸點(2b)，動盤(1b)圓周上布置有四個可導電的動觸點(1c)，各路溫度計(3)的四根溫度計引出線(3a)沿靜盤(2a)圓周布置，并與靜觸點(2b)電連接，在動盤(1b)上的四個動觸點(1c)上引出四根測量線(4)，測量溫度時，旋轉動盤軸(1a)使得動盤(1b)上布置的四個動觸點(1c)與靜盤(2a)上某個溫度計(3)相連接的四個靜觸點(2b)接觸，這樣待測溫度計(3)的導電通路實現全程導通，從而通過四根測量線(4)進行溫度測量，當需要更改待測溫度計(3)時，旋轉動盤軸(1a)，使得所述動觸點(1c)與待測溫度計(3)相連的靜觸點(2b)實現電接觸即可。

技術領域

本發明涉及一種低溫溫度測量裝置及方法，特別涉及一種多路溫度測量方法。

背景技術

在低溫物理實驗中，維持低溫環境，特別是液氦溫區(4.2K附近)的低溫環境極為不易，需要采取多種絕熱措施最大限度減少環境向低溫部件的傳熱，尤其在需要精確測量情況下，控制外界環境向低溫實驗對象的微小傳熱都顯得至關重要。

溫度是低溫實驗中需要進行測量的最基本的物理量，溫度計本身通常采用“四引線法”來實現高精度的測量，其中兩根引線用于通電流，另外兩根引線用于測電壓，即溫度計本身需要四根測量線從低溫端一直連到室溫端來完成溫度的測量。為保證溫度測量的精度，溫度計使用時要求溫度計本身與待測物體有良好的熱接觸，這樣外界環境通過所述四根測量線傳遞的熱量被溫度計和待測物體吸收，進而影響溫度測量的精度及待測物體的實際溫度。

在低溫實驗中，為了保證實驗過程數據的準確性和完整性，通常需要在實驗對象上布置多個溫度測量點，這樣就增加了溫度計測量線的數量，需考慮多路溫度測量過程中的傳熱問題。現有的多路溫度測量技術中，各路溫度計相互獨立，每個溫度計都通過四根測量線進行溫度測量，當溫度計的數量不多時，通過溫度計測量線傳遞的熱量對實驗影響不大，此時由溫度計造成的影響可忽略不計；當溫度計的數量增加，使得通過溫度計測量線傳遞的總熱量過多而引發實驗對象和溫度計本身的熱流波動，這樣就不可避免地造成溫度測量誤差及相關的實驗誤差。

目前尚未有相關的測量技術報導來解決此問題。

發明內容

本發明的目的是：克服現有多路溫度測量技術的上述缺點，提出一種低溫溫度測量裝置及方法，解決低溫實驗中多路溫度計傳熱量過大的問題。

本發明通過下述技術方案予以實現。

本發明一種低溫溫度測量裝置包括：靜盤、動盤和溫度計。靜盤和動盤由電絕緣材料制作，并且同軸布置。靜盤圓周上布置有多個(至少四的倍數)可導電的靜觸點，動盤圓周上布置有四個可導電的動觸點，在動盤上表面中心處固定有動盤軸，當動盤軸旋轉時使得動盤同步旋轉，同時使得所述動觸點與靜觸點接觸。

各路溫度計的四根引出線沿靜盤圓周布置，并與靜觸點實現電連接，然后在動盤上的四個動觸點上引出四根測量線，測量溫度時，旋轉動盤軸使得動盤上布置的四個動觸點與靜盤上某路溫度計相連接的四個靜觸點接觸，這樣待測溫度計的導電通路實現全程導通，從而可以通過四根測量線進行溫度測量，當需要更改待測溫度計時，只需旋轉動盤軸，使得所述動觸點與待測溫度計相連的靜觸點實現電接觸即可。

本發明只需四根測量線即可連通不同的溫度計，實現多路溫度的測量，同時對于多路溫度測量而言，每次測量均只有一個溫度計成為外界環境與低溫實驗對象的熱傳遞媒介；理論上設定溫度計的數量為N，則相比現有的多路溫度測量技術對應的傳熱量，本發明所述多路溫度測量技術對應的傳熱量僅為其1/N倍，因而能夠大大減小外界環境與低溫實驗對象的熱傳遞，從而提高測量精度。

附圖說明

圖1本發明動盤結構示意圖；

圖2本發明靜盤結構示意圖；

圖3本發明溫度計結構示意圖；