[发明专利]温度触觉再现装置的接触温度测量装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度触觉再现装置的接触温度测量装置的制备方法，该装置可以测量出手指接触实物和温度触觉再现装置时接触面温度变化过程，并且不影响实验者的实际温度触觉感知体验，属于测量技术领域。

背景技术

随着科技的飞速发展，各种温度触觉再现装置层出不穷。为保证接触温度再现的精度，需要准确测量接触温度，且不影响实验者真实的感知体验。

现有的温度测量方法很多，按测量方式通常可以分为接触式和非接触式两种。接触式测温法的特点是测温元件直接接触被测对象，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值与被测对象的温度值存在一种确定的函数关系。这种测温方法优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等也会带来测量误差；非接触测温法的特点是感温元件不与被测对象直接接触，而是通过辐射进行热交换，非接触测温法热惯性小，可达千分之一秒，便于测量运动物体的温度或快速变化的温度。但由于受到物体的发射率、被测对象到测量装置之间的距离以及烟尘、水汽等其他介质的影响，这种测温方法的测温误差波动较大，且难标定。如果将通用的温度传感器置于温度触觉再现装置接触面上测量温度变化，这会带来不必要的热阻和热容，且会强烈影响到实验者的真实感知体验。而另一方面，非接触式的测温方法则无法隔着手指或温度触觉再现装置准确地测量到两者之间的接触温度。

发明内容

本发明提供一种抗干扰能力强的温度触觉再现装置的接触温度测量装置的制备方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种温度触觉再现装置的接触温度测量装置，包括：指套，在指套上设有接触孔，在接触孔内设有热电阻且热电阻连接于指套，所述热电阻是由单根漆包铂丝绕成的内有中心圆环的六角星形结构，单根漆包铂丝的一端连接有2根作为引出线的银丝，单根漆包铂丝的另一端连接有1根作为引出线的银丝。

本发明所述的一种温度触觉再现装置的接触温度测量装置的制备方法，步骤如下：

步骤1 取一固定座、指套和一根漆包铂丝，所述固定座包括外环，在外环内连接有第一内环、第二内环、第三内环、第四内环、第五内环和第六内环，且第一内环、第二内环、第三内环、第四内环、第五内环和第六内环在外环内呈现均匀分布，在所述指套上开设接触孔；

步骤2 将漆包铂丝打结，形成中心圆环，再将漆包铂丝的一端置于第一内环内，将漆包铂丝的另一端穿过第二内环并返回至中心圆环，再将所述另一端第一次穿过中心圆环，此后，将漆包铂丝的另一端穿过第三内环并返回至中心圆环，再将所述另一端第二次穿过中心圆环，以此类推，直至将漆包铂丝的另一端穿过第六内环并返回至中心圆环，再将所述另一端第五次穿过中心圆环；

步骤3 将第五次穿过中心圆环的漆包铂丝的另一端置于第一内环内；

步骤4 将固定座置于指套的接触孔内，并将固定座的外环连接到指套的接触孔上。

本发明装置的工作原理：

本专利提出了一种新的热电阻的结构设计，为尽量减小热电阻对手指和温度发生器之间热传递的影响，把热电阻设计成一种内有中心圆环的六角星形结构，从而可以准确测量手指和温度发生器的实际接触温度，且不影响实验者的触觉真实感。

常用的热电阻有两种：铂电阻和铜电阻。铂是目前公认的制造热电阻最好的材料，铂热电阻是目前测温重复性最好的一种温度传感器，其性能稳定，且其测量精度高，测量范围为                                                。在氧化性介质中，甚至在高温下，铂的物理、化学性能都很稳定，其阻值与温度之间几乎成线性变化，可用作标准温度计和高精度温度测量。铜热电阻测量范围通常为，主要应用于精度要求不高且温度较低的场合。很关键的一点，与铜相比，铂的电阻率相对较高，同一阻值下其电阻体积较小，对实验者的触摸感影响就较小。本发明选用铂电阻丝，其电阻值与温度之间的关系如下：

当时，

当时，

其中，自变量t为温度值，为铂热电阻在的阻值，为铂热电阻在的阻值，常量，常量，常量。