一种用于PTC热敏电阻表面温度的测试装置

技术领域

本发明涉及一种热敏电阻温度测试技术领域，具体涉及一种用于PTC热敏电阻表面温度的测试装置。

背景技术

PTC加热器产品由于其特殊的正温度系数特性，现已经广泛应用于家电领域的取暖，比如空调辅助加热，暖风机，浴霸等；传统燃油汽车的除霜，新能源汽车的车内取暖，电池热管理等，并且在大功率加热领域，PTC加热器的应用范围还在不断扩展。

PTC加热器采用PTC热敏电阻陶瓷作为核心发热元件，与传统的电热丝，电热管，远红外石英加热器相比，具有自动控温，使用电压范围广，且无明火，安全可靠，寿命长等优势。PTC热敏电阻的表面温度在通电状态下的温度值是PTC加热器的重要性能指标之一，其直接关系到PTC加热器的加热速率及使用寿命，因此，PTC热敏电阻表面的温度测试的结果可靠性受到广泛关注。

目前PTC热敏电阻陶瓷的生产或使用单位对PTC热敏电阻的表面温度测试一般采用如下几种方式：①K型热电偶探头；②热电偶线；③红外测试。所有以上方法均有不可避免的缺点，导致温度测试不准确。

比如，用K型热电偶探头测试，与PTC热敏电阻表面直接接触，一方面带电操作，具有显而易见的危险性；另一方面，该探头为金属材质，传热相当好，PTC热敏电阻通电后的热量很容易传导出去，导致温度测试偏差大，数据重复性很差；对小尺寸样品，该方式无法测试。

再如，用热电偶线测试。该方法是将细的热电偶线用高温胶带粘贴在PTC的表面进行测试，同样存在带电操作危险；另外，由于热电偶线上有凸头，与PTC不能紧密接触，因而测试的结果误差大，重复性差。

红外测温仪是一种非接触式测试方法，但其对焦与否对温度显示影响大。

因此，本技术领域亟需一种结构简单，调整方便，安全高效且测试结果稳定可靠的测试装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种结构简单、操作方便、安全高效且测试结果稳定可靠的测试装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于PTC热敏电阻表面温度的测试装置，包括：测试平台、支撑架、工装夹具及红外测温探头；所述测试平台，设置在底部，用于承载固定所述支撑架、工装夹具及红外测温探头，为PTC热敏电阻提供操作温度测试的平台；所述支撑架，设在所述测试平台的上表面，且可沿所述支撑架的支撑中心周向旋转，用于支撑所述红外测温探头；所述工装夹具，设在所述测试平台的上表面，用以夹持PTC热敏电阻，所述工装夹具包括夹持部及移动部，所述夹持部通过所述移动部沿平行于所述测试平台的方向或沿垂直于所述测试平台方向或沿平行于所述测试平台的方向及垂直于所述测试平台方向进行移动；所述红外测温探头，连接在所述支撑架上，用以测试PTC热敏电阻的表面温度。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中PTC热敏电阻表面温度测量所存在的带电操作危险系数高、接触测量加速热量传导测量结果不准的问题，一方面，利用红外测温原理对PTC热敏电阻的表面进行非接触式测温，既可避免了传统的接触式测试导致的热量传导散失，又可避免测试探头带电所存在的潜在危险及对温度显示仪表的损坏；另一方面，为了增强红外测温对焦的便利性，在测试装置中引入可周向旋转的支撑架与可移动的工装夹具，通过支撑架与工装夹具的配合变换位置以调整对焦，且便于测量PTC热敏电阻的不同位置，从而达到精确红外对焦，并实现多点测试。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述移动部包括X轴平台、Y轴平台、支柱及Z轴平台；所述X轴平台与所述测试平台滑动连接，所述Y轴平台设在所述X轴平台的上表面，并与所述X轴平台滑动连接，所述Y轴平台的滑动方向垂直于所述X轴平台的滑动方向；所述支柱为旋转支柱，所述Z轴平台通过所述旋转支柱与所述Y轴平台旋转连接。

采用上述技术方案的有益效果是：X轴平台、Y轴平台及Z轴平台的配合设置，使得移动部可以实现二维平面移动，满足夹持部在水平方向上的位置调整需求，Z轴平台的可旋转设置，满足待检测的PTC热敏电阻在夹持部中相对于红外测温探头的相对角度的调整需求。另外，也可进行多点测试。

作为本发明技术方案的再进一步改进，所述夹持部包括斜撑板、夹持板、弹性连接件、上测针及下测针，所述斜撑板与所述Z轴平台固定连接，所述夹持板通过所述弹性连接件与所述斜撑板回转连接，并与所述斜撑板形成夹持空间；所述上测针设在所述夹持板上，并与电源的负极接通；所述下测针与所述上测针对应设在所述斜撑板上，并与电源的正极接通。

采用上述技术方案的有益效果是：夹持部中的斜撑板的设置，既可以对PTC热敏电阻的上表面进行温度测试，通过旋转Z轴平台，带动PTC热敏电阻沿水平方向旋转，从而调整了PTC热敏电阻与红外测温探头的相对角度，从而实现对PTC热敏电阻侧面的温度测试。另外，斜撑板的设置，便于取放PTC热敏电阻。

作为本发明技术方案的再进一步改进，所述斜撑板与所述Z轴平台呈45°夹角，所述红外测温探头的照射方向与所述Z轴平台的夹角为45°。

采用上述技术方案的有益效果是：将斜撑板与Z轴平台的夹角设置成45°，且同时红外测温探头的照射方向也是斜向下45°，这样同一夹具经180°旋转后可以测试PTC的表面或侧面的温度，且不管是测试样品侧边或是样品表面，均可以保证红外线与样品测试面的垂直，提高了温度测试的准确性；另外，测试夹具以及红外探头均以45°角的方式放置，测温探头处于测试样品的侧上方，可以避免高温传导对探头的损伤。

作为本发明技术方案的再进一步改进，所述夹持部还包括限位拦条，所述限位挡条位于所述夹持板与所述斜撑板之间，用以限制PTC热敏电阻的夹持位置。

采用上述技术方案的有益效果是：限位拦条的设置，有助于保持PTC热敏电阻夹持位置的统一性，操作方便快捷，大大减少位置定位所用时间，显著提高夹持更换的效率。

作为本发明技术方案的更进一步改进，所述夹持部还包括限高柱，所述限高柱设在所述夹持板面向所述限位拦条的表面，或者设在所述限位拦条面向所述夹持板的表面，当所述限高柱抵住所述限位拦条或抵住所述夹持板时，所述上测针与所述下测针的最近距离不小于预定的正负极安全距离。

采用上述技术方案的有益效果是：限高柱的设置，可以在无待测PTC热敏电阻的情况下，保持上测针与下测针之间的安全距离，该安全距离可防止样品空载时发生短路。

作为本发明技术方案的更进一步改进，所述夹持板及斜撑板在与PTC热敏电阻接触的表面上分别设有多个凸起，所述凸起为隔热材质。

采用上述技术方案的有益效果是：首先，多个凸起的设置，一方面，将PTC热敏电阻与夹持板及斜撑板之间的面接触变成点接触，大大减少PTC热敏电阻表面与夹持部之间的接触面积，可有效避免PTC的散热而影响表面温度的测试精度，测试数据的重复性好；另一方面，凸起采用隔热材质，充分利用了隔热材质的隔热性能，进一步防止PTC热敏电阻表面的热量通过凸起传导散失，有助于表面温度的测试精度进一步提升。

作为本发明技术方案的更进一步改进，所述夹持部还包括绝缘套，所述绝缘套套设在所述上测针及下测针的外表面。

采用上述技术方案的有益效果是：绝缘套的设置，可有效防止漏电造成安全隐患。

作为本发明技术方案的又进一步改进，所述红外测温探头设有探头马达、对焦检测器及控制模块，所述探头马达及对焦检测器分别与所述控制模块连通，所述控制模块根据接收来自对焦检测器的检测信号，向所述探头马达下达驱动指令。

采用上述技术方案的有益效果是：探头马达、对焦检测器及控制模块的引入，可以对PTC热敏电阻的待测表面进行自动控制对焦，一方面减少人工对焦的工作量，也提升了对焦的稳定性和可靠性，可以满足测试尺寸＞1.5mm的样品和异形样品的测试需求。

作为本发明技术方案的又进一步改进，所述移动部还包括X轴调节旋钮、Y轴调节旋钮及Z轴调节旋钮，所述X轴调节旋钮通过顺时针和逆时针旋转调整X轴平台与所述测试平台的相对位置，所述Y轴调节旋钮通过顺时针和逆时针旋转调整所述Y轴平台与所述X轴平台的相对位置，所述Z轴调节旋钮通过顺时针和逆时针旋转调整所述Z轴平台的旋转角度。

采用上述技术方案的有益效果是：通过引入X轴调节旋钮、Y轴调节旋钮及Z轴调节旋钮对，操作方便，且有效提高了位置调整精准度。

附图说明

为了更为清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的测试装置的立体示意图；

图2为图1中I处局部放大示意图；

图3为本发明的测试装置的夹持部剖面示意图；

图4为本发明的测试装置的红外测温探头示意图；

图中数字所表示的相应的部件名称如下：

PTC热敏电阻01；测试平台1；支撑架2；工装夹具3；夹持部31；斜撑板311；夹持板312；弹性连接件313；上测针314；下测针315；限位拦条316；限高柱317；凸起318；绝缘套319；移动部32；X轴平台321；Y轴平台322；支柱323；Z轴平台324；X轴调节旋钮325；Y轴调节旋钮326；Z轴调节旋钮327；红外测温探头4；探头马达41；对焦检测器42；控制模块43。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了实现本发明的目的，本发明提供的技术方案为：

在本发明的一些实施例中，如图1所示，公开了一种用于PTC热敏电阻表面温度的测试装置，包括：测试平台1、支撑架2、工装夹具3及红外测温探头4；测试平台1，设置在底部，用于承载固定支撑架2、工装夹具3及红外测温探头4，为PTC热敏电阻01提供操作温度测试的平台；支撑架2，设在测试平台1的上表面，且可沿支撑架2的支撑中心周向旋转，用于支撑红外测温探头4；工装夹具3，设在测试平台1的上表面，用以夹持PTC热敏电阻01，工装夹具3包括夹持部31及移动部32，夹持部31通过移动部32沿平行于测试平台1的方向或沿垂直于测试平台1方向或沿平行于测试平台1的方向及垂直于测试平台1方向进行移动；红外测温探头4，连接在支撑架2上，用以测试PTC热敏电阻01的表面温度。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中PTC热敏电阻表面温度测量所存在的带电操作危险系数高、接触测量加速热量传导测量结果不准的问题，一方面，利用红外测温原理对PTC热敏电阻的表面进行非接触式测温，既可避免了传统的接触式测试导致的热量传导散失，又可避免测试探头带电所存在的潜在危险及对温度显示仪表的损坏；另一方面，为了增强红外测温对焦的便利性，在测试装置中引入可周向旋转的支撑架与可移动的工装夹具，通过支撑架与工装夹具的配合变换位置以调整对焦，且便于测量PTC热敏电阻的不同位置，从而达到精确红外对焦，并实现多点测试。

在本发明的另一些实施例中，如图1所示，移动部32包括X轴平台321、Y轴平台322、支柱323及Z轴平台324；X轴平台321与测试平台1滑动连接，Y轴平台322设在X轴平台321的上表面，并与X轴平台321滑动连接，Y轴平台322的滑动方向垂直于X轴平台321的滑动方向；支柱323为旋转支柱，Z轴平台324通过旋转支柱与Y轴平台322旋转连接。

采用上述技术方案的有益效果是：X轴平台、Y轴平台及Z轴平台的配合设置，使得移动部可以实现二维平面移动，满足夹持部在水平方向上的位置调整需求，Z轴平台的可旋转设置，满足待检测的PTC热敏电阻在夹持部中相对于红外测温探头的相对角度的调整需求。另外，也可进行多点测试。

在本发明的另一些实施例中，如图2，3所示，夹持部31包括斜撑板311、夹持板312、弹性连接件313、上测针314及下测针315，斜撑板311与Z轴平台324固定连接，夹持板312通过弹性连接件313与斜撑板311回转连接，并与斜撑板311形成夹持空间；上测针314设在夹持板312上，并与电源的负极接通；下测针315与上测针314对应设在斜撑板311上，并与电源的正极接通。

采用上述技术方案的有益效果是：夹持部中的斜撑板的设置，既可以对PTC热敏电阻的上表面进行温度测试，通过旋转Z轴平台，带动PTC热敏电阻沿水平方向旋转，从而调整了PTC热敏电阻与红外测温探头的相对角度，从而实现对PTC热敏电阻侧面的温度测试。另外，斜撑板的设置，便于取放PTC热敏电阻。

在本发明的另一些实施例中，如图1所示，斜撑板311与Z轴平台324呈45°夹角，红外测温探头4的照射方向与Z轴平台324的夹角为45°。

采用上述技术方案的有益效果是：将斜撑板与Z轴平台的夹角设置成45°，且同时红外测温探头的照射方向也是斜向下45°，这样同一夹具经180°旋转后可以测试PTC的表面或侧面的温度，且不管是测试样品侧边或是样品表面，均可以保证红外线与样品测试面的垂直，提高了温度测试的准确性；另外，测试夹具以及红外探头均以45°角的方式放置，测温探头处于测试样品的侧上方，可以避免高温传导对探头的损伤。

在本发明的另一些实施例中，如图2，3所示，夹持部31还包括限位拦条316，限位挡条316位于夹持板312与斜撑板311之间，用以限制PTC热敏电阻01的夹持位置。

采用上述技术方案的有益效果是：限位拦条的设置，有助于保持PTC热敏电阻夹持位置的统一性，操作方便快捷，大大减少位置定位所用时间，显著提高夹持更换的效率。

在本发明的另一些实施例中，如图2，3所示，夹持部31还包括限高柱317，限高柱317设在夹持板312面向限位拦条316的表面，或者设在限位拦条316面向夹持板312的表面，当限高柱317抵住限位拦条316或抵住夹持板312时，上测针314与下测针315的最近距离不小于预定的正负极安全距离。

采用上述技术方案的有益效果是：限高柱的设置，可以在无待测PTC热敏电阻的情况下，保持上测针与下测针之间的安全距离，该安全距离可防止样品空载时发生短路。

在本发明的另一些实施例中，如图3所示，夹持板312及斜撑板311在与PTC热敏电阻01接触的表面上分别设有多个凸起318，凸起318为隔热材质。

采用上述技术方案的有益效果是：首先，多个凸起的设置，一方面，将PTC热敏电阻与夹持板及斜撑板之间的面接触变成点接触，大大减少PTC热敏电阻表面与夹持部之间的接触面积，可有效避免PTC的散热而影响表面温度的测试精度，测试数据的重复性好；另一方面，凸起采用隔热材质，充分利用了隔热材质的隔热性能，进一步防止PTC热敏电阻表面的热量通过凸起传导散失，有助于表面温度的测试精度进一步提升。

在本发明的另一些实施例中，如图3所示，夹持部31还包括绝缘套319，绝缘套319套设在上测针314及下测针315的外表面。

采用上述技术方案的有益效果是：绝缘套的设置，可有效防止漏电造成安全隐患。

在本发明的另一些实施例中，如图4所示，红外测温探头4设有探头马达41、对焦检测器42及控制模块43，探头马达41及对焦检测器42分别与控制模块43连通，控制模块43根据接收来自对焦检测器42的检测信号，向探头马达41下达驱动指令。

采用上述技术方案的有益效果是：探头马达、对焦检测器及控制模块的引入，可以对PTC热敏电阻的待测表面进行自动控制对焦，一方面减少人工对焦的工作量，也提升了对焦的稳定性和可靠性，可以满足测试尺寸＞1.5mm的样品和异形样品的测试需求。

在本发明的另一些实施例中，如图1所示，移动部32还包括X轴调节旋钮325、Y轴调节旋钮326及Z轴调节旋钮327，X轴调节旋钮325通过顺时针和逆时针旋转调整X轴平台321与测试平台1的相对位置，Y轴调节旋钮326通过顺时针和逆时针旋转调整Y轴平台322与X轴平台321的相对位置，Z轴调节旋钮327通过顺时针和逆时针旋转调整Z轴平台324的旋转角度。

采用上述技术方案的有益效果是：通过引入X轴调节旋钮、Y轴调节旋钮及Z轴调节旋钮对，操作方便，且有效提高了位置调整精准度。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。