薄膜瞬态温度传感器的制备及性能研究

针对普通温度传感器存在响应时间长、无法快速测量瞬态温度以及薄膜热电偶引线困难的技术难题,研制了一种响应速度快、测量精度高、引线方便的薄膜瞬态温度传感器。采用直流脉冲磁控溅射技术,在嵌入Ni Cr-Ni Si平行电极丝的陶瓷基体端面依次沉积Ni Si功能薄膜和Si O2绝缘保护薄膜。利用自行研制的静态标定系统对薄膜传感器的静态性能进行了研究,结果表明所研制传感器在50~400℃范围内具有良好的线性和热稳定性,塞贝克系数为41.2μV/℃,非线性误差不超过0.05%,改变Ni Si薄膜的厚度对传感器的塞贝克系数影响很小。利用ANSYS有限元仿真和动态标定实验对薄膜传感器的动态性能进行了研究,结果表明所研制传感器的响应时间为μs级,时间常数随着Ni Si热接点薄膜厚度的增加而增大,改变激光脉冲能量对传感器时间常数的影响很小。利用温度检定炉对薄膜传感器进行了测温试验研究,结果表明所研制传感器能够快速响应温度的变化,可为瞬态温度的测试提供有效的方法和技术途径。     

高速动车组轴温测量用特种结构薄膜传感器的研制

针对高速动车组轴箱轴承温度变化迅速的特点,研制了一种以NiCr/NiSi薄膜为敏感材料的特种结构薄膜传感器。采用自行开发的标定系统对直流脉冲磁控溅射技术制备的薄膜传感器进行动静态特性标定,结果表明所研制的薄膜传感器在30~400℃内具有良好的线性度,其塞贝克系数为37.84μV/℃,非线性拟合误差小于0.7%,动态响应时间为53.72ms。特种结构薄膜传感器磨损实验结果表明：传感器测温端的磨损对其温度测试的动静态特性影响很小,即测温端部分磨损不影响其测温性能。