铂薄膜电阻温度传感器玻璃密封材料的稳定性能研究

针对铂薄膜电阻温度传感器中绝缘封装过程中存在的气密、绝缘等性能问题,研究了两种玻璃与铂薄膜温度传感器氧化铝基底间浸润性、气密性、绝缘性及热循环稳定性等性能,优选性能最佳的玻璃密封材料应用在铂薄膜温度传感器中。研究结果表明,热稳定性存在差异SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO系微晶玻璃与SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系微晶玻璃在800℃~1000℃间与氧化铝基底均具有良好的浸润性。SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃与SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃密封材料在800℃、通气压力在20.7 k Pa下的漏气率分别约为0.0073 sccm·cm^(-1)和0.0065 sccm·cm^(-1),绝缘电阻率分别约为21.6×106Ω·cm和31.1×106Ω·cm。此外,在30℃~800℃热循环500次后,两种玻璃表面出现尺寸不一的孔洞,其中,SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO玻璃经历500次热循环后孔洞尺寸由0.13μm增至15.62μm,而SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃孔洞尺寸变化较小,表面形貌较为致密。以上研究结果表明,SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃具有更加优异的密封性能、高温绝缘性能及热循环稳定性,更适合用于铂薄膜电阻温度传感器的封装工艺。

基于高精度数字温度传感器测试系统及建模仿真

本文针对高精度温度传感器测温效率低,提出了一种高精度批量测温系统及其测试方法,且具有多芯测试能力。针对铂电阻PT100测试精度低,提出了分类法、二分扫描法、逐次逼近法对铂电阻PT100进行校准,校准后在-65℃~145℃温度区间最大测温误差值由0.412℃变为0.021℃,测温精度提升94.9%。同时建模仿真了系统的稳定性、测温时间和测温精度,首先对恒温装置外壁到内壁和内部腔体冷流体的对流换热进行传热学建模,仿真结果表明恒温装置只需75.2 s便能够达到热平衡;接着对待测电路发热、基座散热、校准后铂电阻进行综合热仿真建模,仿真结果表明系统测温精度可达0.016℃;最后对几款经典高精度温度传感器的外温和内温进行测试验证,结果表明系统能够对0.031℃测温精度的温度传感器进行测试,系统能够很好满足测温需求。

铂电阻薄膜温度传感器设计与动态特性研究

传统铂电阻温度传感器的特性稳定,具有广泛的温度测量范围,但在瞬时变化时响应速度较慢。为此论文设计了一种薄膜型铂电阻温度传感器,该传感器由内部芯片与外部陶瓷管壳组成,利用传感器电阻值随环境温度变化而变化的原理进行测温,通过COMSOL有限元仿真验证传感器内部芯片的技术原理与参数设计的可行性,并通过工艺加工出传感器样品,该样品在经过激光加热法测试后,得到该铂电阻薄膜温度传感器响应时间为6.3ms。

气温多传感器与单一铂电阻气温传感器差异分析

文章对气温多传感器与单一铂电阻气温传感器的观测数据进行了对比分析,得出气温多传感器与单一铂电阻气温传感器观测数据差异较小,可以互相替代,单一铂电阻气温传感器观测数据可作为备份数据使用。分析结果为提高气温观测效率和观测数据质量提供了理论支持。

基于放电时间测量的温度传感器设计

该文介绍了一种基于放电时间测量原理的温度传感器设计方法,不同于传统测温电路对铂电阻两端电压经过信号放大,再进行模数转换(AD)测量温度,该方法直接将温度变化引起电阻应变的测量转化为对电阻放电时间的测量,再根据放电时间进行解析得到当前被测温度。首先介绍了放电时间测量温度原理,其次详细介绍了基于高精度时间测量芯片TDC-GP22的温度测量电路,然后介绍了温度测量的软件实现方法,最后在温度校准装置中进行温度试验,验证了该设计方法的准确性。

高精度铂电阻温度测量新方法

铂电阻是工业测控系统中广泛使用的理想测温元件。常规的温度采集方法是通过测量电阻桥的不平衡电压来实现,其性能依赖于选取的模数转换器精度,高精度测量成本过高。提出一种新的高精度,低成本的铂电阻测温方法。先用RC振荡器将铂电阻变化调制为时变频率信号,再用SSP1492芯片测量该频率变化量,最后送入C8051F021单片机,用高阶多项式完成频率变化到温度变化的解算,实现高精度温度测量。实验结果表明,该方法的测量精度等级高于0.03%(F.S.)。

铂电阻温度传感器的自热效应

提出了一种测量铂电阻温度传感器的散热系数的简便方法。测量了不同条件下铂电阻温度传感器的散热系数,并对电阻的自热效应影响进行了探讨。

基于MAX1415的温度采集系统设计

目的:研制一套数字化温度采样系统。方法:以铂电阻Pt100为温度传感器,与A/D转换芯片MAX1415构成前向通道,配合MCS51单片机工作,组成一种非电桥式温度测量系统。结果:该温度采集方案已在与解放军总医院心内科合作项目中得到应用,经实际测试,加热范围为室温～300℃,控温精度实测达到±0.05℃,达到设计要求。结论:该系统工作稳定,软硬件设计制作简便,适用于多种温度测量场合,有广阔的应用前景。

基于多传感器信息融合的恒温箱测控系统设计

在太阳能电池板生产过程中,有效地控制扩散气体的恒温是至关重要的。介绍了开发的基于LabVIEW软件平台的恒温箱测控系统,包括其硬件组成和软件实现。为了提高单传感器的测量精度,为数据处理打下基础,首先对每一只传感器进行时间上的分批估计,降低误差的影响,得到各个传感器的局部决策值;再在最优融合原则下,运行加权自适应算法对各个局部决策值进行融合。数据分析结果表明:处理后的数据更接近测量真实值。

铂电阻温度传感器现场检定和实验室检定不确定度评定对比分析

目前我国自动气象站铂电阻温度传感器的检定方式有现场检定和实验室检定两种。根据《JJG(气象)002-2015自动气象站铂电阻温度传感器检定规程》的指导方法,分别对相同的铂电阻温度传感器开展现场检定和实验室检定,并通过GUM法对两种检定方式的检定结果进行测量不确定度评定,对比两种检定方式的测量不确定度,结果表明现场检定中测量重复性引入的不确定度和测量设备引入的不确定度较实验室检定更高。分析两种检定方式的测量不确定度产生差异的原因,建议国家级自动气象站的铂电阻传感器采用实验室检定的方式开展计量检定工作。

加速器控制系统中温度采集单元设计

介绍了基于AT89C51单片机的温度采集单元的结构与组成,分析了该单元的测温原理与特点。经现场试验,得到了理想的测量结果,测温准确度达到±0.8℃。该单元具有功能强、电路设计新颖、控制可靠、抗干扰能力强、组网方便等特点,满足了国家重大科学工程———兰州重离子加速器冷却存储环的控制系统要求。

基于时差法和TDC-GP2的超声波热量表设计

为了实现高精度的热量值测量,设计了基于TDC-GP2的时差法超声波热量测量系统。系统采用超声波换能器和铂电阻温度传感器PT1000为敏感单元,TDC-GP2为测试单元,结合FPGA与上位机,最终实现了数据的采集、传输和处理功能。经过测试,系统流量测量误差在±0.5%以内,温度测量偏差不超过0.5℃,热量值测量误差优于±0.3%,达到了《热能表检定规程》的标准。

多参量微纳集成传感器

为了满足采煤机械工作状态在线监测在线分析系统对微纳传感系统小型化和集成化的要求,设计了一种将压阻式振动传感器与铂电阻温度传感器集成的多参量微纳集成传感器。振动传感器由一个惯性质量块、八个梁和边框组成,惯性质量块通过八个梁悬挂在边框上。为了减小集成传感器的面积,铂电阻温度传感器的形状为"蛇"形。对所设计的多参量微纳传感器进行了流片加工和性能测试,铂电阻温度传感器的灵敏度为1.04 mV/℃,量程为-20~80℃,振动传感器的灵敏度为49.89 mV/g,灵敏度幅值线性度为-0.33%,量程为50g。实验结果表明,研制的多参量微纳集成传感器满足对振动和温度信号测量的需求。

烤烟炉多点测温与数据采集系统设计

介绍了一种利用铂电阻作为温度传感器 ,测温范围在 0～ 2 0 0℃ ,输出电压范围在 0～2V的具有较高精度和分辨率的线性多点测温系统的设计方案 ,并通过多路 /分时模拟量输入通道将测温电路输出的多路信号依次循环输入计算机 。

热电阻不同接线方式的测试原理分析及应用

铂热电阻由于其阻值与温度良好的线性关系,在温度测量领域内广泛应用。文章重点阐述了铂热电阻不同接线方式的测量原理,并对各测量方法的优缺点进行分析对比,为实际应用提供参考建议。

HMP45D温湿度传感器的检定校准

本文介绍了HMP45D温湿度传感器的结构,铂电阻温度传感器和湿敏电容湿度传感器的工作原理,并通过实例分析具体介绍了HMP45D温湿度传感器的检定校准方法和经验。提出要不断的改善检定校准环境,完善检定校准方法,以保证气象仪器在使用中能够提供准确的测量数据。

铂电阻温度传感器的非线性特性及其线性化校正方法

详细地介绍了有关铂电阻的非线性特性并提出三种线性化校正方法。

集成测温电路测试系统的研制

为了测量温度控制电路的温度测量特性及其逻辑功能特性,采用研华PCI板卡硬件测试平台及Labview软件设计平台,结合高精度铂金电阻温度传感器,研制了一种高精度温度测量系统.系统采用1/3B级精度PT100铂电阻及安捷伦34410A数字万用表构成基准温度测量电路,通过基准温度与被测产品温度值比较,从而判断被测产品性能的优劣.测试系统具有测温电路供电电压/电流监测、数据文件和试验曲线生成等功能,在-60℃～150℃温度范围内,测温误差≤±0.3℃.

存储式高温高压钻孔测温仪的研制与应用

为解决大于200℃高温环境下的测温难题,为高温地热和干热岩资源勘查提供技术支撑,利用铂电阻测温技术和真空绝热保温技术研发了存储式高温高压钻孔测温仪。存储式高温高压钻孔测温仪采用精密铂电阻温度传感器作为测量元件,具有技术成熟、性能稳定的特点。利用大容量高温锂电池供电,温度测量数据采用定时自动采集、存储的方式获取。仪器不需要测井电缆,一般采用钢丝绳绞车进行下放和提升,操作简单。仪器硬件部分主要包括承压管、保温管和测量探管。仪器配套的测量软件主要功能包括仪器时间的校正、测量时的记时以及测温数据的处理。该仪器设计适用工作环境温度为300℃,耐水压100 MPa,主要用于高温高压环境下的钻孔测温。在广东惠州惠热1井和青海共和GH-01井进行了实测应用,满足目前钻遇到的孔底温度的测温要求。

铂电阻温度传感器检定结果的不确定度分析与评定

文章介绍了目前自动气象站常用铂电阻温度传感器的结构和工作原理,阐述了其检定方法。并通过《JJF1059.1-2012测量不确定度评定和表示》对检定结果的测量不确定度提出了分析和评定的思路,详细分析了WUSH-TW100型铂电阻温度传感器A类和B类不确定度的来源和计算方法,计算出合成不确定度和扩展不确定度。