温度量测装置的制作方法

1.本实用新型涉及温度测量技术领域，具体而言涉及一种温度量测装置。


背景技术：

2.相关技术中，频率量测法是一种常见的温度量测方法，根据石英晶体震荡频率具有温度特性，在温度测试仪器上直接量测出各个温度点下的晶体频率值，然后再将频率对比到需要确认温度的仪器上。相比于直接测温法，频率测量法虽然能精准测量到每个位置的量测温度，大致满足温度精密的要求，但其缺点有二：其一，石英晶体谐振器的频率容易受到外部电路的负载电容影响，量测过程中的测试载盘，测试头线路都会影响到量测频率的精度；其二，如图5所示，石英晶体谐振器震荡波形为正弦波，其波形容易受到晶片切割角度，外部温度波动的影响，从而影响其温度的精度。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决或者改善现有技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的一方面提出了一种温度量测装置。
5.有鉴于此，根据本实用新型的第一方面，本实用新型提出了一种温度量测装置。
6.本实用新型提出的温度量测装置，包括：壳体；腔体，设于壳体内部；导通组件，穿设于壳体壁面，并至少部分位于壳体外侧；震荡组件，设于腔体内，震荡组件与导通组件连接，震荡组件包括震荡件，其中，震荡件的切型为沿机械轴的单转角切型。
7.本实用新型提出的温度量测装置的壳体内部设有腔体，腔体提供导通组件和震荡组件的安装空间，壳体则用于保护内部的导通组件和震荡组件，防止导通组件和震荡组件受外部结构的磕碰，并削弱部环境因素影响，保证震荡组件的震荡频率处于稳定的状态。导通组件穿设与壳体壁面，且部分露于壳体外部，以令温度量测装置能够实现与外部电路相连接，并且导通组件还与震荡组件相连接，以使震荡组件可以通电。
8.其中，震荡组件包括震荡件，震荡件赋予震荡组件压电效应，在震荡组件通电时，会以一定频率发生震荡，并进一步形成电气化频率信号，同时震荡组件的震荡频率与温度相关，在不同的温度条件下通电时，会以不同的频率震荡，给出不同的电气化频率信号，将温度和信号频率进行匹配后，通过确定信号频率，则可以进一步确定相应的实际温度，实现温度的量测。
9.在获取震荡件时，切割晶棒的切型不同，会使得温度和频率之间的对应关系明显不同，相关技术中频率测量法采用的石英晶体谐振器，其温度和频率之间呈现为近似正弦函数的关系，当温度范围较大时，信号频率和温度无法保持一一对应的关系，从而测量精度和稳定性都受到严重影响，并且测温精度也容易受到外部电路的负载电容影响。
10.本实用新型通过沿晶棒机械轴的单转角切型切割晶棒，获取所述震荡件，使得震荡组件的温度和频率之间呈现出线性的对应关系，从而提升了温度量测的稳定性和精度，温度分辨力可达0.001℃至0.01℃，增大了温度量测装置的准确测温范围，并且，通过震荡
组件良好的温度频率特性，也使得温度量测装置不易受外部电路的负载电容影响，有益于测温精度和稳定性的进一步提升。
11.另外，根据本实用新型提供的上述技术方案中的温度量测装置，还可以具有如下附加技术特征：
12.在上述技术方案中，进一步地，震荡件为片状结构。
13.在该技术方案中，震荡件可以为片状结构，从而令震荡组件通电时以厚度切变振动模式产生震荡，进而可以在相同条件下，通过采用不同厚度的震荡件，获得不同的信号频率，以匹配不同的测温需求。
14.在上述任一技术方案中，进一步地，震荡件的机械轴为震荡件的厚度方向。
15.在该技术方案中，由于震荡件是通过沿晶棒机械轴的单转角切型切割晶棒获得的，可以理解，震荡件的机械轴与晶棒机械轴同向，以该方向作为片状结构的震荡件的厚度方向，可以使震荡组件在通电时以厚度切变振动模式发生震荡，并使震荡组件的温度和频率间形成线性关系，有利于提升测温的稳定性和精度，增大温度量测装置的准确测温范围。
16.在上述任一技术方案中，进一步地，震荡件的切型为沿机械轴逆时针旋转大于或等于0
°
且小于或等于10
°
的单转角切型。
17.在该技术方案中，通过切割晶棒获取震荡件的切型，可以为沿机械轴逆时针旋转大于或等于0
°
且小于或等于10
°
的单转角切型。若设沿机械轴逆时针旋转的角度为θ，按照ire(institute of radio engineers/无线电工程学会)标准规定的切型记法，可记为y θ，且0
°
≤θ≤10
°
，其中，y表示晶棒机械轴，并作为震荡件的厚度方向， 表示逆时针旋转。
18.其中，当沿机械轴逆时针旋转5
°
切割晶棒获取震荡件时，可以令震荡组件在通电情况下，会呈现出线性化程度极高的温度频率特性，能够获得更大的温度量测范围，并进一步提升温度量测的准确性和精度。
19.在上述任一技术方案中，进一步地，壳体包括：基座；盖体，盖体连接于基座，并与基座围设出腔体。
20.在该技术方案中，壳体可以包括基座和盖体，其中盖体连接于基座，并与基座围设出腔体，从而保证腔体与外部空间相互隔绝，保证腔体内部环境稳定并具有良好的密封性，防止内部的各组件受到外部环境影响，避免降低温度量测的精度。
21.在上述任一技术方案中，进一步地，基座包括：基底层；保护层，保护层的一端与基底层连接；连接层，连接层的一端与保护层的另一端连接，连接层的另一端与盖体连接。
22.在该技术方案中，基座可以包括基底层、保护层和连接层，其中基底层用于提供导通组件的安装面以及温度量测装置与外部结构的连接面。保护层一端与基底层连接，且具有中空结构，保护层用于提升温度量测装置的结构强度，对壳体内部的各组件实施保护。连接层一端与保护层的另一端相连，且连接层的另一端与盖体相连，连接层也具有中空结构，并与保护层的中空结构相连通以形成壳体内部的腔体，连接层一方面提供盖体的连接位置，另一方面有利于进一步增强温度量测装置的整体结构强度。
23.在上述任一技术方案中，进一步地，导通组件包括：引针，引针穿设于基底层，并至少部分位于基底层背离盖体一侧；凸起，设于基底层朝向盖体的一侧，凸起与引针和震荡组件相连接，并使震荡组件与壳体之间形成间隙。
24.在该技术方案中，导通组件可以包括引针和凸起，其中引针穿设于基底层，并至少
部分位于基底层背离盖体一侧，以保证引针的部分露于壳体外，使得温度量测装置可以与外部电路连通，凸起设于基底层朝向盖体的一侧，与引针和震荡组件相连接，令震荡组件可以通电，并使震荡组件与壳体之间形成间隙，避免震荡组件与壳体直接接触，从而保证震荡组件的频率稳定，进而为温度量测装置的测温精度提供保障。
25.在上述任一技术方案中，进一步地，震荡组件还包括：导电层，设于震荡件上，导电层与凸起相连接。
26.在该技术方案中，震荡组件还可以包括导电层，导电层设于震荡件上，并与凸起相连接，从而在温度量测装置连接至外部电路后，将电流导入震荡组件，形成回路，使震荡组件产生压电效应，以一定频率震荡并形成电气化频率信号，进行温度量测。
27.在上述任一技术方案中，温度量测装置还包括：导电胶，涂设与导电层和凸起的连接面，用于将导电层粘接于凸起上。
28.在该技术方案中，可以通过导电胶将导电层和凸起粘接在一起，以保证凸起与导电层之间的连接牢固、可靠，并为导电层和凸起间提供良好的导电环境，使电流能够顺利导入震荡组件，进一步保证测温的稳定性。
29.在上述任一技术方案中，腔体的压力值大于或等于5
×
10
‑3pa且小于或等于1.5
×
10
‑2pa。
30.在该技术方案中，腔体的压力值可以处于大于或等于5
×
10
‑3pa且小于或等于1.5
×
10
‑2pa的范围内，从而令腔体处于接近真空的状态，进而可以降低外界温度的影响，并防止大气环境中容易引发电效应的成分进入腔体，避免温度量测的精度和稳定性受到影响。
31.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
32.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
33.图1示出本实用新型一个实施例提供的温度量测装置的结构示意图；
34.图2示出本实用新型一个实施例提供的温度量测装置中的震荡件的切型示意图；
35.图3示出本实用新型另一个实施例提供的温度量测装置的结构示意图；
36.图4示出本实用新型一个实施例提供的温度量测装置的温度和频率的对应关系曲线；
37.图5示出的是相关技术中石英晶体谐振器的温度曲线。
38.其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
39.100温度量测装置，200壳体，220基座，222基底层，224保护层，226连接层，240盖体，300腔体，400导通组件，420引针，440凸起，500震荡组件，520震荡件，540导电层，600导电胶，700晶棒。
具体实施方式
40.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申
请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
42.下面参照图1至图5来描述根据本实用新型一些实施例提供的温度量测装置100。
43.实施例1：
44.如图1至图4所示，本实用新型提供了一种温度量测装置100，包括：壳体200；腔体300，设于壳体200内部；导通组件400，穿设于壳体200壁面，并至少部分位于壳体200外侧；震荡组件500，设于腔体300内，震荡组件500与导通组件400连接，震荡组件500包括震荡件520，其中，震荡件520的切型为沿机械轴的单转角切型。
45.具体的，壳体200内部设有腔体300，腔体300提供导通组件400和震荡组件500的安装空间，壳体200则用于保护内部的导通组件400和震荡组件500，防止导通组件400和震荡组件500受外部结构的磕碰，并削弱部环境因素影响，保证震荡组件500的震荡频率处于稳定的状态。导通组件400穿设与壳体200壁面，且部分露于壳体200外部，以令温度量测装置100能够实现与外部电路相连接，并且导通组件400还与震荡组件500相连接，以使震荡组件500可以通电。
46.其中，震荡组件500包括震荡件520，震荡件520赋予震荡组件500压电效应，在震荡组件500通电时，会以一定频率发生震荡，并进一步形成电气化频率信号，同时震荡组件500的震荡频率与温度相关，在不同的温度条件下通电时，会以不同的频率震荡，给出不同的电气化频率信号，将温度和信号频率进行匹配后，通过确定信号频率，则可以进一步确定相应的实际温度，实现温度的量测。
47.在获取震荡件520时，切割晶棒700的切型不同，会使得温度和频率之间的对应关系明显不同，如图5所示，相关技术中频率测量法采用的石英晶体谐振器，其温度和频率之间呈现为近似正弦函数的关系，当温度范围较大时，信号频率和温度无法保持一一对应的关系，从而测量精度和稳定性都受到严重影响，并且测温精度也容易受到外部电路的负载电容影响。
48.本实用新型通过沿晶棒700机械轴的单转角切型切割晶棒700，获取所述震荡件520，使得震荡组件500的温度和频率之间呈现出线性的对应关系，从而提升了温度量测的稳定性和精度，温度分辨力可达0.001℃至0.01℃，增大了温度量测装置100的准确测温范围，并且，通过震荡组件500良好的温度频率特性，也使得温度量测装置100不易受外部电路的负载电容影响，有益于测温精度的进一步提升。
49.具体地，晶棒700为石英晶体。震荡件为石英晶片。
50.实施例2：
51.如图1至图3所示，在实施例1的基础上，进一步地，震荡件520为片状结构。
52.具体地，震荡件520可以为片状结构，从而令震荡组件500通电时以厚度切变振动模式产生震荡，进而可以在相同条件下，通过采用不同厚度的震荡件520，获得不同的信号频率，以匹配不同的测温需求。
53.具体地，震荡件520为石英晶片。
54.实施例3：
55.如图1至图4所示，在实施例1或实施例2的基础上，进一步地，震荡件520的机械轴为震荡件520的厚度方向。
56.由于震荡件520是通过沿晶棒700机械轴的单转角切型切割晶棒700获得的，可以理解，震荡件520的机械轴与晶棒700机械轴同向，以该方向作为片状结构的震荡件520的厚度方向，可以使震荡组件500在通电时以厚度切变振动模式发生震荡，并使震荡组件500的温度和频率间形成线性关系，有利于提升测温的稳定性和精度，增大温度量测装置100的准确测温范围。
57.实施例4：
58.如图1至图4所示，在实施例1至实施例3中任一项的基础上，进一步地，震荡件520的切型为沿机械轴逆时针旋转大于或等于0
°
且小于或等于10
°
的单转角切型。
59.具体地，如图2所示，通过切割晶棒700获取震荡件520的切型，可以为沿机械轴逆时针旋转大于或等于0
°
且小于或等于10
°
的单转角切型。若设沿机械轴逆时针旋转的角度为θ，按照ire(institute of radio engineers，无线电工程学会)标准规定的切型记法，可记为y θ，且0
°
≤θ≤10
°
，其中，y表示晶棒700机械轴，并作为震荡件520的厚度方向， 表示逆时针旋转。
60.其中，当沿机械轴逆时针旋转5
°
切割晶棒700获取震荡件520时，可以令震荡组件500在通电情况下，会呈现出线性化程度极高的温度频率特性，能够获得更大的温度量测范围，并进一步提升温度量测的准确性和精度。
61.具体的，震荡件520的切型为y0
°
、y 2
°
、y 4
°
、y 5
°
、y 6
°
、y 8
°
或y 10
°
的其中之一。
62.具体的，震荡件520的切型还可以为yxl/0
°
、yxl/ 2
°
、yxl/ 4
°
、yxl/ 5
°
、yxl/ 6
°
、yxl/ 8
°
或yxl/ 10
°
的其中之一。
63.实施例5：
64.如图1和图3所示，在实施例1至实施例4中任一项的基础上，进一步地，壳体200包括：基座220；盖体240，盖体240连接于基座220，并与基座220围设出腔体300。
65.具体地，壳体200可以包括基座220和盖体240，其中盖体240连接于基座220，并与基座220围设出腔体300，从而保证腔体300与外部空间相互隔绝，保证腔体300内部环境稳定并具有良好的密封性，防止内部的各组件受到外部环境影响，避免降低温度量测的精度。
66.具体地，在真空环境下将盖体240焊接于基座220，以实现盖体240与基座220的连接，焊接方式可以为电阻焊，在真空环境下焊接基座220和盖体240，也有利于保证温度量测装置100成型后的腔体300的压力值是远小于一个标准大气压，并对腔体300实施可靠地密封，从而极大程度上避免大气中如水汽等成分进入腔体300，进而影响温度量测装置100的测温效果。
67.实施例6：
68.如图1所示，在实施例1至实施例5中任一项的基础上，进一步地，基座220包括：基底层222；保护层224，保护层224的一端与基底层222连接；连接层226，连接层226的一端与保护层224的另一端连接，连接层226的另一端与盖体240连接。
69.具体地，基座220可以包括基底层222、保护层224和连接层226，其中基底层222用于提供导通组件400的安装面以及温度量测装置100与外部结构的连接面。保护层224一端
与基底层222连接，且具有中空结构，保护层用于提升温度量测装置100的结构强度，对壳体200内部的各组件实施保护。连接层226一端与保护层224的另一端相连，且连接层226的另一端与盖体240相连，连接层226也具有中空结构，并与保护层224的中空结构相连通以形成壳体200内部的腔体300，连接层226一方面提供盖体240的连接位置，另一方面有利于进一步增强温度量测装置100的整体结构强度。
70.具体地，保护层224的材料为陶瓷复合材料，可以提升温度量测装置100的结构强度和刚度，并有利于提升温度量测装置100的耐温性，扩大测量范围，且陶瓷复合材料的相对重量较轻，也有助于进一步控制温度量测装置100的整体质量。
71.实施例7：
72.如图1所示，在实施例1至实施例6中任一项的基础上，进一步地，导通组件包括：引针420，引针420穿设于基底层222，并至少部分位于基底层222背离盖体240一侧；凸起440，设于基底层222朝向盖体240的一侧，凸起440与引针420和震荡组件500相连接，并使震荡组件500与壳体200之间形成间隙。
73.具体地，导通组件可以包括引针420和凸起440，其中引针420穿设于基底层222，并至少部分位于基底层222背离盖体240一侧，以保证引针420的部分漏于壳体200外，使得温度量测装置100可以与外部电路连通，凸起440设于基底层222朝向盖体240的一侧，与引针420和震荡组件500相连接，令震荡组件500可以通电，并使震荡组件500与壳体200之间形成间隙，避免震荡组件500与壳体200直接接触，从而保证震荡组件500的频率稳定，进而为温度量测装置100的测温精度提供保障。
74.具体地，引针420的数量可以为多个，根据外部电路的连接需求在基底层222上穿设相应数量的引针，以令温度量测装置100可以适应不同的外部电路。
75.实施例8：
76.如图3所示，在实施例1至实施例7中任一项的基础上，进一步地，震荡组件500还包括：导电层540，设于震荡件520上，导电层540与凸起440相连接。
77.具体地，震荡组件500还可以包括导电层540，导电层540设于震荡件520上，并与凸起440相连接，从而在温度量测装置100连接至外部电路后，将电流导入震荡组件500，形成回路，使震荡组件500产生压电效应，以一定频率震荡并形成电气化频率信号，进行温度量测。
78.具体地，在震荡件520的垂直于厚度方向的至少一个表面上镀银形成导电层540。
79.实施例9：
80.如图1和图3所示，在实施例1至实施例8中任一项的基础上，温度量测装置100还包括：导电胶600，涂设与导电层540和凸起440的连接面，用于将导电层540粘接于凸起440上。
81.具体地，可以通过导电胶600将导电层540和凸起440粘接在一起，以保证凸起440与导电层540之间的连接牢固、可靠，并为导电层540和凸起440间提供良好的导电环境，使电流能够顺利导入震荡组件500，进一步保证测温的稳定性。
82.实施例10：
83.在实施例1至实施例9中任一项的基础上，腔体300的压力值大于或等于5
×
10
‑3pa且小于或等于1.5
×
10
‑2pa。
84.在该技术方案中，腔体300的压力值可以处于大于或等于5
×
10
‑
3pa且小于或等于
1.5
×
10
‑
2pa的范围内，从而令腔体300处于接近真空的状态，进而可以降低外界温度的影响，并防止大气环境中容易引发电效应的成分进入腔体300，避免温度量测的精度和稳定性受到影响。
85.具体地，腔体300的绝对压力为9.8
×
10
‑3pa。
86.实施例11：
87.如图1至图4所示，本实用新型提供了一种温度量测装置100，包括基座220、震荡件520和金属材料制成的盖体240，所述基座上设有腔体300，腔体300内设置有导通组件400，震荡件520通过导电胶600与导通组件400连接；所述腔体300上通过金属材料制成的盖体240封装。
88.具体地，本实用新型通过一种特殊的晶片角度y 5
°
(yxl/ 5
°
)获取震荡件520，震荡件520采用y 5
°
的切型获得，是厚度切变振动，可以为圆片或透镜形片用来测量温度，其特点是晶片角度a
f
大，温度和频率之间呈线性关系，对温度的分辨力可达0.001℃至0.001℃，具有测温精准，稳定等特点。
89.震荡件520也可以采用y0
°
的切型获得，震荡件520可以为长方片，采用y0
°
的切型获得震荡件520的温度频率曲线用来作延迟线。
90.腔体300呈现真空状态，受外界温度的影响幅度较小。本实用新型采用特殊的晶片切割方式获取震荡件520进行精准测温，并利用其特殊的温度曲线减少外部电容大小偏差及负载电容与线路板间杂散电容对频率的影响，有利于温度量测装置100向高精准度和高稳定度的发展。
91.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
92.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
93.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
94.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。