-80～300℃铂电阻温度计在0℃的热迟滞性研究

针对两种不同类型的工业铂电阻温度计(IPRTs),使其在-80℃和300℃下恒温一定时间后再测量其0℃下的电阻偏移,由此来确定其在该温度下的热迟滞性。试验结果表明:薄膜型铂电阻温度计在0℃的热迟滞性远大于铂丝型铂电阻温度计,并且随着测量次数的增多,热迟滞性会逐渐减小。     

一种超长杆铂电阻温度计校准装置

核电站所用的铂电阻温度计总长度超过3m,温度计的感温元件长度接近3m,常规的校准系统不能用于此类超长杆温度计的性能评估。介绍了一种用于核电站的超长杆铂电阻温度计的校准实验装置,通过实验验证,该系统的温度稳定性优于±0.015℃,水平和垂直温度均匀性分别优于0.05℃和0.02℃,标准不确定度和扩展不确定度分别为0.016℃和0.032℃,该实验系统可有效地评估长杆铂电阻温度计的性能。     

一种高精度薄膜铂电阻温度计测量迟滞性的研究

为了研究热迟滞性对工业铂电阻温度计测量不确定度的影响,选取了8支高精度铂电阻温度计进行实验。在-50～150℃内,选择3个温度区间,采用两种标准方法(IEC 60751,ASTM E644)测量水三相点(0.01℃)和所选温度范围内的中间点的迟滞性变化。实验结果表明:4支薄膜铂电阻温度计在两种标准方法测量下,随着温度区间跨度增大,热迟滞性影响增大,IEC 60751标准方法测量的热迟滞性最大值为14.2mK,ASTM E644标准方法测量的热迟滞性最大值为20.5mK;选取4支铂丝铂电阻温度计在温度范围为-50～150℃测量时,IEC 60751和ASTM E644标准方法测量的热迟滞性数据最大值分别为1.1mK和0.9mK;铂丝铂电阻温度计热迟滞性明显小于薄膜铂电阻温度计。     

用于在片测试系统整体校准的电阻标准件

为解决在片测试系统中1～1000Ω电阻无法进行整体校准问题,通过采用GaAs材料作为衬底,利用半导体工艺中薄膜溅射法,使用轰击离子Ar~+与靶材作用形成反应层,激发出的溅射原子NiCr打至GaAs表面,制作薄膜电阻。采用方块电阻为50Ω/块,通过调节长与宽的比值,研制出1～1 000Ω电阻标准件。为消除电阻测量过程中芯片内部回路引线的影响,研制出相对应的短路器。通过组建具有温度控制系统的定标装置,在-40～100℃温度下对标准件进行定标,定标结果表明电阻标准件的阻值与温度具有良好的线性关系,短期重复性RSD优于0.05%,年稳定性RSD优于0.1%,可以有效解决现有在片测试系统低值电阻参数的整体校准问题。     

基于无线传感网络PCR仪温度校准装置的研制

本文介绍了一种无线传感网络PCR仪温度校准装置的研制,主要包括无线温度传感器及无线手持接受处理装置的设计.采用标准铂电阻温度计与电测设备连接构成高精度测温系统对校准装置性能进行测试,测试结果符合JJF 1821-2020《聚合酶链反应分析仪温度校准装置校准规范》要求.     

多通道高准确度温度监测系统的研究

本文针对现场各种温度检测、校准的需求提出一种多通道、高准确度的温度监测系统的设计方案。该装置使用高精度的ADC芯片和多路选择开关满足多通道、高准确度的测量要求。使用四线制铂电阻温度传感器测量(-100～300)℃温度时,全量程测量准确度为±0.1℃;使用K型或S型热电偶测量(300～1600)℃温度时,测量准确度为±0.05%F.S,热电偶冷端温度补偿准确度优于±0.1℃,系统具有较强的抗干扰能力,满足多种现场计量检定校准的要求。     

非晶态TiO_2薄膜用于HMP45D温湿传感器的Pt100电阻保护层

用Pt100薄膜电阻代替金属铂电阻可提高HMP45D温度传感器的精度和响应速度,但面临稳定性下降的问题。我们采用溶胶-凝胶方法在Pt100薄膜电阻表面生成TiO_2保护膜,研究表明,非晶态TiO_2保护膜具有良好的光催化活性,镀了TiO_2保护膜的Pt100电阻可获得逼近Callendar-Van Dusen方程的电阻-温度特性,其温度系数在使用180天后仍能保持原来的97.79%。因此,非晶态TiO_2保护膜在提高Pt100薄膜电阻工作稳定性和使用耐久性方面具有很高的应用价值。     

铂电阻温度计的高温稳定性

本文着重研究了铂电阻温度计在金点(1064℃)温度附近某些物理和化学参数对其稳定性的影响。为此,还设计了一种简化的“塔形”电阻温度计感温元件,该元件可以由单晶制作。温度计经1000℃长期退火之后,在水的三相点测量了其电阻值。并用电子扫描显微镜对铂丝的高温老化作了进一步的研究。本文所得出的一些结果,同样适用于400℃以上使用的标准电阻温度计。     

用于+650℃的铂电阻感温元件

一、前言铂电阻感温元件是利用纯铂丝的电阻随温度的变化而变化的原理来制造的。它不仅可以用来测量和控制-200℃～+500℃范围内的温度,而且可以作其它变量如流量、导电率、pH值等测量电路中的温度补偿。有的地方还用它来测量介质的温差、平均温度和干湿度。同其它测温元件相比,它具有良好的稳定性和互换性,在科研、生产中获得了广泛的应用。有的国家已把上限温度成功地用到+850℃。目前国内生产的感温元件支撑体所选用的材料多为云母、陶瓷、玻璃等。自1963年以     

空气环境下PtO2分解实验的研究

标准铂电阻温度计的感温元件高纯铂丝的氧化是影响其测温性能的重要因素之一。利用差示量热扫描仪(DSC)和X射线光电子能谱技术(XPS),研究铂丝氧化的主要产物PtO2在不同温度下的生成产物,以及不同产物的生成和分解温度。结果表明:当温度在550～820 ℃范围内时,随着温度的升高,PtO2会逐渐分解生成PtO和Pt,且温度越高生成的Pt含量越多;当温度高于820 ℃时,PtO2会快速分解为Pt和O2。该研究结果对标准铂电阻温度计的制作技术和使用提供了理论支撑。     

Microhotplate Temperature Sensor Calibration and BIST

In this paper we describe a novel long-term microhotplate temperature sensor calibration technique suitable for Built-In Self Test (BIST). The microhotplate thermal resistance (thermal efficiency) and the thermal voltage from an integrated platinum-rhodium thermocouple were calibrated against a freshly calibrated four-wire polysilicon microhotplate-heater temperature sensor (heater) that is not stable over long periods of time when exposed to higher temperatures. To stress the microhotplate, its temperature was raised to around 400 °C and held there for days. The heater was then recalibrated as a temperature sensor, and microhotplate temperature measurements were made based on the fresh calibration of the heater, the first calibration of the heater, the microhotplate thermal resistance, and the thermocouple voltage. This procedure was repeated 10 times over a period of 80 days. The results show that the heater calibration drifted substantially during the period of the test while the microhotplate thermal resistance and the thermocouple-voltage remained stable to within about plus or minus 1 °C over the same period. Therefore, the combination of a microhotplate heater-temperature sensor and either the microhotplate thermal resistance or an integrated thin film platinum-rhodium thermocouple can be used to provide a stable, calibrated, microhotplate-temperature sensor, and the combination of the three sensor is suitable for implementing BIST functionality. Alternatively, if a stable microhotplate-heater temperature sensor is available, such as a properly annealed platinum heater-temperature sensor, then the thermal resistance of the microhotplate and the electrical resistance of the platinum heater will be sufficient to implement BIST. It is also shown that aluminum- and polysilicon-based temperature sensors, which are not stable enough for measuring high microhotplate temperatures (>220 °C) without impractically frequent recalibration, can be used to measure the silicon substrate temperature if never exposed to temperatures above about 220 °C.     

精密铂电阻温度计的校准方法

介绍了精密铂电阻温度计的特性及0~660.323℃温度范围内精密铂电阻温度计的校准方法。提出对测量上限温度高于450℃的精密铂电阻温度计可参考使用说明书要求进行上限温度退火,进行定点法校准时,可采用熔化点温坪替代凝固点温坪,对于无法进行定点法校准的精密铂电阻温度计,可采用比较法校准及采用简化公式计算各项参数的可行性,同时指出自热效应对测量的影响。     

Thermal Hysteresis in Thin-Film Platinum Resistance Thermometers

Thin-film platinum resistance thermometers (PRTs) are generally manufactured using the deposition of a thin platinum film on an alumina substrate and a laser-trimming method. Because of the strong adhesion between the platinum thin film and the alumina substrate, the PRTs inevitably have strain over the operating temperature range. This causes anomalies and instabilities in the resistance versus temperature characteristics (R?CT). The most prominent and observable effect of thermally induced strain is the thermal hysteresis in the R?CT characteristics. Thermal hysteresis is one of the main uncertainty factors in the calibration of industrial platinum resistance thermometers in laboratories. The thermal hysteresis for 30 thin-film PRTs was measured in the range of 0 °C to 500 °C in 100 °C steps. The thermal hysteresis was measured repeatedly using the same process, and the hysteresis decreased drastically with the repeated measurements. The thermal hysteresis was distributed from 16 mK to 156 mK for all sensors, and the lowest hysteresis was 1 mK to 11 mK in the test temperature range.     

高温ITO薄膜应变计制备及压阻性能EI北大核心CSCD

高温薄膜应变计被广泛应用于极端条件热端构件的应变测量。ITO薄膜应变计通常能够应用于1000℃以上的应变测量,为了研究ITO薄膜的显微结构、XPS光谱、阻温特性及压阻响应,采用磁控溅射在陶瓷基底上制备了ITO薄膜应变计,并在高温纯N2中热处理ITO薄膜。结果表明,其电阻温度系数稳定在-750×10-6℃-1,在1200℃下测试其应变特性,测得电阻漂移率为0.0018 h-1,应变因子为16。ITO薄膜在高温下具有稳定的电阻温度系数和低漂移率,为高温端部件应变的测量提供了可能。     

光功率热分析仪的温度校准方法研究

薄膜材料相变温度的准确测量是相变材料的应用关键.光功率热分析仪是基于薄膜材料相变前后光反射率发生突变的原理测量相变温度的新型仪器,采用真空红外加热方式达到相变温度.为了测量得到准确可靠的相变温度,通过对光功率热分析仪测量相变温度方式、标准热电偶原位校准仪器测温热电偶方法的研究,实现将相变温度溯源至SI单位,并且对在测温...     

PDC-SiBCN陶瓷基无线无源温度传感器的性能EI北大核心CSCD

以耐高温聚合物先驱体陶瓷(PDC-SiBCN)为温敏介质材料,金属铂作为谐振腔材料,并在陶瓷表面开槽形成共面天线,制备出集开槽天线与谐振器一体的无线无源温度传感器,实现温度信息的无线无源传输。结果表明:传感器的谐振频率随测试温度的升高呈单调递减变化,PDC-SiBCN陶瓷的介电常数随温度的升高而单调增加,其中热解温度为1000℃的传感器测试温度达1100℃,具有优异的耐高温性和介温特性。同一测试温度下传感器的谐振频率随直径的增大而减小,也随热解温度的升高而降低。通过对传感器的谐振频率-温度拟合曲线进行一阶偏导得到灵敏度方程,传感器在1100℃的高温下有较高的灵敏度。传感器具有良好的循环稳定性能,在室温下实际无线传输距离达到42 mm,当测试温度为1100℃时传输距离可达8 mm,可应用于高温恶劣环境下航空发动机的温度监控。     

基于SnO2薄膜气体传感器的设计与制作（英文）

设计了一种带硅岛结构的基于SnO2薄膜材料的共面式气体传感器.利用有限元工具对传感器进行了稳态热分析,分析结果表明这种传感器在33.84 mW的功耗下最高温度达到400℃,气敏薄膜上温度分布均匀.详细阐述了传感器的制作过程,过程中总共使用4块掩模版用于光刻工艺.采用溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米薄膜作为传感器的气敏元件.对传感器进行了气敏测试,实验结果表明该传感器拥有良好的气敏性能,在300℃下对50×10-6到2 000×10-6氢气的灵敏度逐渐递增,反应时间可控制在10 s以内.     

半导体激光器恒温控制系统的高精度温度测量研究

 半导体激光器性能受温度影响较大,为了提高其工作稳定性,设计了一个应用于半导体激光器的恒温控制系统.该系统由05 mA恒流源对Pt100温度传感器供电,采用四线制测量方法获得精确的温度信号.应用TLC2652斩波放大器设计前置放大器,并采用差分放大电路对信号进行后续比较放大.使用半导体制冷器(TEC)制冷,实现系统的恒温控制.经实验数据分析可以看出,该恒温系统可有效地工作,温度控制偏差最大为±002 ℃.通过调节相应参数,可自由设定恒温系统的温度值,应用于不同温度控制环境.     

发射率对半导体器件显微红外测温结果的影响

为了确认半导体器件较低的发射率对显微红外测温结果的影响,采用研制的半导体材料和金属材料靶标进行了一系列验证实验,分析了发射率对显微红外热像仪测温准确度的影响.研制了带有铂电阻结构的GaAs材料靶标和Au材料靶标,用显微红外热像仪对黑体和研制的2种靶标进行了不同温度下的测试,在110℃条件下,黑体、GaAs、Au 3种材...     

溴苯熔点研制及复现方法研究

研制了可用于工业铂电阻温度计现场校准的溴苯熔点.对溴苯过冷度、熔点复现性进行了实验研究,并比较了基于曲线拟合法和切线交点法的两种熔点取值方法,最后对溴苯熔化温坪用于现场校准的实用性进行分析,提出了溴苯熔点的使用建议.实验表明:溴苯凝固前的保温温度越接近其凝固点温度,过冷度越小;溴苯熔化时保温温度越高,升温速率越大,熔化...