NO155265B - Fremgangsmaate for fremstilling av en anordning for temperaturmaaling. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av en anordning for temperaturmåling og som omfatter en temperaturfølsom utrimmet føler hvis elektriske egenskaper, f.eks. motstandsverdi, varierer med temperaturen, f.eks. en termistor, og som er tilsluttet to elektriske ledere som i sin tur er innrettet for forbindelse med en avlesningsenhet for anvisning av verdier av strøm, spenning eller lignende som tilsvarer den avfølte temperatur.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen er først og fremst beregnet på å anvendes for medisinsk temperaturmåling. Det søkes derfor å gjøre anordningen så enkel og billig at den kan kastes etter anvendelsen, hvilket vil si at den ikke behøver å anvendes på nytt.

Samtidig må anordningen likevel kunne tilvirkes med sådan nøy-aktighet at man med sikkerhet skal kunne stole på de avleste verdier, som jo er av største betydning nettopp ved den medi-sinske anvendelse.

For en fagmann vil det imidlertid være klart at en anordning fremstilt i henhold til foreliggende fremgangsmåte også kan anvendes i andre sammenheng, f.eks. ved ren industriell utnyt-telse, der det ønskes en enkel og billig, men likevel pålite-lig temperaturanvisning.

Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for å frembringe en anordning for måling av temperatur, og hvor anordningen omfatter minst en første og en annen temperaturfølsom føler, som hver for seg oppviser minst en målbar elektrisk egenskap (x, y) som varierer som funksjon av temperaturen, et middel for elektrisk sammenkobling av nevnte første og annen føler, samt elektriske ledere som er koblet til nevnte følere og anordnet for tilkobling til en avlesningsenhet for avlesning av verdier for nevnte elektriske egenskap som tilsvarer den foreliggende temperatur.

En sådan fremgangsmåte er prinsippielt kjent fra US patent-skrift nr. 3.109.227. Ved denne kjente fremgangsmåte til-siktes frembragt temperaturfølere som over et stort temperaturområde, f.eks. fra -250°C til +1000°C, har en mot-stands/temper aturkurve som nøye tilsvarer en forut bestemt kurve. For dette formål måles motstanden av et antall termistorer ved to temperaturer som fortrinnsvis ligger i nærheten av hver sin ende av temperaturområdet. De målte motstandsverdier noteres for hver termistor, fortrinnsvis på en konvo-lutt som inneholder vedkommende termistor og bare denne. Deretter velges en tilfeldig termistor samt ytterligere termistorer som ved den ene temperatur, f.eks. den laveste, i kombinasjon med den først valgte termistor gir en motstandsverdi av kombinasjonen som ligger innenfor et gitt toleranseområde. Tilpasningen undersøkes så ved den annen temperatur, og blant termistorene i den utvalgte gruppe velges da en som i kombinasjon med den først valgte termistor ved den annen temperatur gir en motstandsverdi av kombinasjonen som ligger innenfor et gitt toleranseområde. Det fortsetter så på samme måte inntil alle eller så mange som mulig av termistorene er blitt hensiktsmessig parret. Hvis det er tale om et stort temperaturområde, kan termistorenes motstand herunder måles ved flere enn to temperaturer. Det er klart, at denne kjente fremgangsmåte er omstendelig og meget tidskrevende, således at de fremstilte temperaturmålere blir ganske dyre.

På denne bakgrunn av kjent teknikk har imidlertid foreliggende oppfinnelse først og fremst som formål å erstatte disse kom-pliserte utvelgelseprosesser med en enkel sorteringsprosess og påfølgende kombinasjon av to eller flere følere ved en fremgangsmåte som er så enkel og rask at måleanordningen kan fremstilles til en pris som tillater engangsbruk.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved en fremgangsmåte hvis særtrekk ligger i at nevnte elektriske egenskap (x, y) måles for et stort antall følere ved en fastlagt temperatur (f.eks. 38°C) innenfor et bestemt temperaturområde (f.eks.

35-42°C), 'hvorpå de målte verdier ( x^, y1) utnyttes for sortering av følerne i samsvar med deres avvik (Ax, Ay) fra en forut valgt verdi (xQ, yQ) i et antall grupper med innbyrdes forskjellige avvik, hvoretter nevnte første og en annen føler velges fra hver sin gruppe med innbyrdes forskjellig avvik og sammenkobles innbyrdes samt med nevnte elektriske ledere på sådan måte .at den resulterende verdi av nevnte elektriske egenskap (f.eks. y^) innenfor nevnte temperaturområde og med forut fastlagt toleranse er lik den tilsvarende resulterende verdi (f.eks. x^+ Yq) for en tilsvarende sammenkobling av to følere med den forut valgte verdi (Xq, y^) for vedkommende elektriske egenskap ved den fastlagte temperatur (f.eks. 38°C) innenfor nevnte temperaturområde (f.eks. 35-42°C).

Sorteringen av disse termistorer finner hensiktsmessig sted i et temperaturkammer, hvis temperatur er stabilisert på f.eks. 38°C+ 0,5°C eller eventuelt med mindre toleranse.

Målingen av motstandsverdien for termistorprøven kan finne sted med en strøm på 300 ^uA, hvilket gir et effektforbruk i komponenten på ca. 270 ^uW, som er så lavt at temperaturen ikke forhøyes i vesentlig grad.

Samme strøm går samtidig gjennom en referansetermistor som da oppvarmes like meget. Denne er plassert helt inntil det sted hvor prøvegjenstanden måles. Differansen mellom de to termistorer avgjør siden i hvilken sorteringsboks prøven legges.

Man kan f.eks. sortere termistorer med nominell motstand på 3000 Sl i verdiområder på 0,5% (15j\). Disse termistorer settes så sammen i seriekoblede par, således at deres respek-tive motstandsverdier adderes. En motstandsverdi på 6000X1 kan f.eks. oppnås ved seriekobling av to motstander på henholdsvis 3105 og 2895 Sl eller ved to motstander som begge har verdien 3000 S\ . Med denne fremgangsmåte kan prinsippielt alle termistorer anvendes, hvilket vil si at det oppnås en virkningsgrad på 100%.

Monteringen kan finne sted ved at man ved hjelp av to vakuum-pinsetter legger en termistor fra hver av de ønskede sorter-ingsgrupper på en liten bit kobberfolie og lodder fast termistorene til denne. De to termistorer kan så betraktes som en eneste temperaturføler, hvilket man også har gått ut i fra i den etterfølgende beskrivelse på samme måte som i beskrivelsen i PCT-ansøkningen PCT/SE79/00018 med samme prioritetsdato.

Alternativt kan termistorene kobles i parallell i samsvar med formelen — _ — <+> — Hvis det herunder ønskes en mot-1 R2

standsverdi på 6000 j\, kan dette oppnås ved hjelp av en paral-lellkobling av f.eks. en motstand på 12100J\, med en motstand på 11901, 6 Sl

Fordelen ved å måle ved sammenligning med en referansetermistor som kan plasseres helt inntil den undersøkte termistor, er at man da slipper å holde temperaturen på målestedet innenfor en temperaturtoleranse på 0,05° hvilket ellers ville ha vært nødvendig for å oppnå en tilstrekkelig nøyaktighet for medisinsk temperaturmåling.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser en foretrukket utførelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen, idet visse deler av de forskjellige materialskikt er skåret bort,

Fig. 2 viser samme anordning sett fra siden,

Fig. 3 viser forstørret den forreste ende av anordningen,

Fig. 4 viser en alternativ utforming av den føler som anvendes i den viste anordning i fig. 1-3.

Den utførelse av den tilsiktede anordningen som er vist som eksempel omfatter en temperaturfølsom føler, som i sin helhet er betegnet med 1 i fig. 1 og 3, henholdsvis med 1' i fig. 4. Denne føler består altså i henhold til fig. 1 - 3 av to termistorer 2 og 3 som er innbyrdes forbundet ved"en mellom-leder 4. Hver og en av disse termistorer utgjør altså en føler i den betydning dette ord anvendes i patentkravene, samtidig som de også i kombinasjon danner en temperaturføler, slik det vil fremgå av følgende beskrivele.

I fig. 4 er termistorene istedet betegnet med 2', henholdsvis 3', mens mellomlederen utgjøres av en kobberfolie som er betegnet med 4' . Den ene termistors kontakter er herunder betegnet med 2a' og 2b', mens den annen termistors kontakter er betegnet med 3a' og 3b1

De to termistorer 2 og 3 er videre tilsluttet hver sin' elektriske leder, 5 henholdsvis 6. Ved den utførelsesform som er angitt i fig. 4 er de tilsvarende ledere forbundet med kontak-tene 2a' og 3a' .

De to elektriske ledere 5 og 6 er innesluttet mellom to indre isolerende skikt 7 og 8, som er forsynt med hull 9, henholdsvis 10, som er forskjøvet i forhold til hverandre og ligger rett ut for hver sin leder 6, henholdsvis 5. Herved blottlegges disse ledere 6 og 5 gjennom hullene 9 og 10.

De to isolerende skikt 7 og 8 utgjøres hensiktsmessig ' av plastbelagt papir, hvilket letter tilvirkningen idet varme-forsegling kan anvendes for å forene de to skikt med hverandre og med andre materialer. Samtidig muliggjøres anvendelse av oppfinnelsens anordning i fuktig miljø. De to isolerende skikt 7 og 8 oppviser videre hull 11 som er plassert rett overfor hverandre og rett ut for føleren.

Føleren 1 og de hull som ligger rett ut for denne er dekket av to isolerende ytterskikt 12 og 13. Disse ytterskikt er bare anordnet på den forreste ende av anordningen og dekker altså ikke hullene 9 og 10.

Slik det best vil fremgå av fig. 1, har de to elektriske ledere 5 og 6 hovedsakelig samme lengde som de to langstrakte isolerende skikt 7 og 8 som de er plassert mellom, således at føleren 1 befinner seg nær den ene ende, som ovenfor og i det følgende er betegnet som anordningens forreste ende, mens de hull 9 og 10 som er forskjøvet i forhold til hverandre befinner seg nær den motsatte ende av de isolerende skikt.

De to isolerende ytterskikt 12 og 13 strekker seg i den grad utover den forreste ende av de to indre isolerende skikt at de også isolerer endene av de mellomliggende ledere 5 og 6. Som følge av dette kan den forreste ende avrundes uten at disse ledere blottlegges.

Ved oppfinnelsens fremgangsmåte fremstilles således først en sammensatt føler 1 bestående av to termistorer 2 og 3 ved sortering og parvis kombinasjon av et stort antall følere som hver har en målbar elektrisk egenskap av verdi x ellar y og som varierer med temperaturen.

Vedkommende elektrisk egenskap, f.eks. motstanden, måles for et stort antall temperaturfølere ved en eneste fastlagt temperatur, f.eks. 38°C, innenfor et bestemt temperaturmål-ingsområde, f ..eks.. 35-42°C, idet de målte verdier (x^,

) utnyttes for sortering av følerne i samsvar med deres avvik (A x, 4 y) fra en forut bestemt verdi (x^, y^) i et antall fremstillingssatser med forskjellige avvik ( A ,

A x2, Ax3,...Ay1,A<y>2' A y-j. • • • ) • <F>ølerne sammen-

kobles så innbyrdes samt med et par elektriske ledere på sådan måte at den resulterende verdi for nevnte egenskap (f.eks. x^+y^) innenfor nevnte temperaturområde tilsvarer en resulterende verdi (f.eks. x^+ y^) ved en tilsvarende sammenkobling av to følere med utvalgte verdier (x^, Yg'-

I praksis utføres sorteringsprosessen i henhold til foreliggende oppfinnelse på sådan måte at et større antall utrimmede termistorer, som er fremstilt innenfor et forholdsvis bredt toleranseområde og derfor er billige, føres inn en etter en i et måleapparat som måler termistorens motstand. I avhengighet av de målte verdier videreføres så vedkommende termistor auto-matisk til et bestemt prøverør blant ca. femti sådanne rør. Når prøverørene så etter hvert kommer til å inneholde noen hundre eller kanske noen tusen termistorer innenfor et meget lite måleintervall, tas det ut to prøverør med passende henholdsvis minus- og plusstoleranse, og de enkelte termistorer kombineres så to og to fra hvert sitt prøverør.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for å frembringe en anordning for måling av temperatur, og hvor anordningen omfatter minst en første og en annen temperaturfølsom føler (2, 3), som hver for seg oppviser minst en målbar elektrisk egenskap (x, y) som varierer som funksjon av temperaturen, et middel (4) for elektrisk sammenkobling av nevnte første (2) og annen (3) føler, samt elektriske ledere (5, 6) som er koblet til nevnte følere (2, 3) og anordnet for tilkobling til en avlesningsenhet for avlesning av verdier for nevnte elektriske egenskap som tilsvarer den foreliggende temperatur, karakterisert ved at nevnte elektriske egenskap (x, y) måles for et stort antall følere (2, 3) ved en fastlagt temperatur (f.eks. 38°C) innenfor et bestemt temperaturområde (f.eks. 35-42°C), hvorpå de målte verdier (x^, y^) utnyttes for sortering av følerne (2, 3) i samsvar med deres avvik ( A x, <a y) fra en forut valgt verdi (Xq, y^) i et antall grupper med innbyrdes forskjellige avvik, hvoretter nevnte første og en annen føler (2, 3) velges fra hver sin gruppe med innbyrdes forskjellig avvik og sammenkobles innbyrdes samt med nevnte elektriske ledere (5, 6) på sådan måte at den resulterende verdi av nevnte elektriske egenskap (f.eks. x^+ y^) innenfor nevnte temperaturområde og med forut fastlagt toleranse er lik den tilsvarende resulterende verdi (f.eks. x0+yQ) for en tilsvarende sammenkobling av to følere (2, 3) med den forut valgte verdi (Xg, Yq) for vedkommende elektriske egenskap ved den fastlagte temperatur (f.eks. 38°C) innenfor nevnte temperaturområde (f.eks. 35-42°C).

2. Fremgangsmåte som.angitt i krav 1, karakterisert ved at målingen av nevnte elektriske egenskap for følerne (2, 3) finner sted under sammenligning med en referanseføler, som anbringes i nærheten av den føler som undersøkes, samt utsettes for hovedsakelig samme ytre forhold som denne.