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    MF5602型低溫熱敏電阻溫度計的特性研究

    2011-07-30 11:10:38蘭玉岐姜迎春陳光明駱明強朱曉彤
    低溫工程 2011年4期
    關鍵詞:熱敏電阻電阻值新工藝

    蘭玉岐 姜迎春 陳光明 駱明強 朱曉彤

    1 引言

    負溫度系數(shù)(negative temperature coefficient,簡稱NTC)熱敏電阻溫度溫度計相對于其它溫度計而言,具有價格低廉、靈敏度高、響應快、受磁場和輻射影響小等優(yōu)點,已被廣泛用于醫(yī)療、家電、汽車、辦公自動化、電信、軍事、航空航天等領域的溫度測量和控制等方面[1-3]。

    NTC氧化物熱敏陶瓷的電阻值和溫度之間的關系一般可用Arrhenius方程來表示:

    其中:A為常數(shù),由熱敏電阻的形狀和尺寸等決定;B為熱敏材料常數(shù),由材料的物理特性決定;T為熱力學溫度。根據(jù)式(1)可知熱敏電阻材料使用溫度越低,其B值應越小。準確地測量2個溫度點的電阻值便可以求出常數(shù)A、B。即:

    其中:R1是溫度為T1時的電阻值,R2是溫度為T2時的電阻值[1-2]。

    Steinhart and Hart方程和Hoge方程是通過電阻值計算溫度值更為準確的曲線擬合方程[3-4],分別如下:

    Steinhart and Hart方程:

    其中:a、b、c是常數(shù)。

    Hoge方程:

    其中:c0、c1、c2、c3、…、cn是常數(shù)。

    國外成熟的低溫NTC熱敏電阻溫度計有Cernox、鍺電阻、碳電阻、氧化釕電阻,中國主要產(chǎn)品為采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的氧化物復合陶瓷珠粒電阻,型號有MF5602和MF5604兩種,主要用于航天領域低溫介質的溫度測量和液位測量。盡管關于低溫氧化物熱敏電阻的研究工作早已開始并有成熟產(chǎn)品,但新工藝、新材料、新結構和相關產(chǎn)品的應用模擬模仍是重點的研究方向。本文就采用切片、劃片等先進的半導體陶瓷工藝生產(chǎn)的MF5602型、在20—50 K溫度范圍內應用的低溫NTC熱敏電阻溫度計開展實驗研究。

    2 實驗與結果

    2.1 MF5602型NTC熱敏電阻溫度計的電學特性

    對采用新工藝生產(chǎn)的MF5602型NTC熱敏電阻溫度計用低溫恒溫器(使用液氫作為冷源介質)、標準套管鉑電阻溫度計、測溫電橋在20—50 K之間進行分度,4線制測量方法,激勵電流為1μA。根據(jù)測量結果計算熱敏常數(shù)B值并分別采用3、4階Hoge方程進行擬合。

    兩支低溫NTC熱敏電阻溫度計測量結果的電阻-溫度曲線如圖1所示。從圖中可以得出結論采用新工藝生產(chǎn)的MF5602型低溫NTC熱敏電阻溫度計在20—50 K之間有典型的負溫度系數(shù)熱敏特性。

    圖1 MF5602型熱敏電阻溫度計阻值與溫度的關系曲線Fig.1 Plot between resistance and temperature of MF5602

    溫度、電阻值測量數(shù)據(jù)擬合結果殘差曲線如圖2所示,擬合殘差分布在-15 mK到15 mK之間,證明新工藝生產(chǎn)的MF5602型NTC熱敏電阻溫度在實際使用過程中可采用Hoge方程進行分度擬合和校準。

    圖2 Hoge方程擬合MF5602熱敏電阻溫度計的殘差曲線Fig.2 Residual plots of Hoge equations for MF5602 thermistors

    運用式(2)計算NTC熱敏材料的B20K/45K常數(shù)為190 K左右,符合低溫NTC熱敏陶瓷材料的特性要求。相對靈敏度αT(αT=(d R/d T)/R)值如圖3所示,MF5602型NTC熱敏電阻溫度計的相對靈敏度絕對值遠大于鉑電阻溫度計(電阻靈敏度3.9×10-3/K)。

    MF5602型NTC熱敏電阻溫度計與美國Lake Shore公司的Cernox產(chǎn)品(電阻靈敏度最高)在典型溫度點的電阻值、電阻靈敏度如表1所示,得出MF5602型NTC電阻溫度計在典型點的電阻值和電阻靈敏度值均高于美國Lake Shore公司相關產(chǎn)品。

    圖3 MF5602型NTC熱敏電阻溫度計的相對靈敏度系數(shù)與溫度關系曲線Fig.3 Relative sensitivity coefficient of MF5602 NTC thermistors(αT)vs.temperature curve

    表1 MF5602與CX-1080在典型溫度點的電阻值和電阻靈敏度值Table 1 Values of resistance,sensitivity between MF5602 and different CX-1080 at typical temperatures

    2.2 MF5602型NTC熱敏電阻溫度計的穩(wěn)定性

    新工藝生產(chǎn)的MF5602型NTC熱敏電阻溫度計在100℃進行1 200 h的高溫貯存、液氫中(20 K)進行48 h的低溫貯存和從室溫到液氫溫度(20 K)的100次熱循環(huán)老化試驗。

    老化后的NTC熱敏電阻溫度計產(chǎn)品使用標準套管鉑電阻、測溫電橋采用四線制在液氫中(20 K)進行電學測量,測試激勵電流為1μA,記錄電阻值。然后在室溫到液氫中(溫度20 K)進行50次熱循環(huán)溫度沖擊試驗,冷卻和復溫時間為30 min。最后在液氫中采用同樣的測量方法進行電阻測量,計算其電阻漂移。電阻漂移引起對應的溫度誤差小于10 mK。所以新工藝生產(chǎn)的MF5602型NTC熱敏電阻溫度計具有較好的穩(wěn)定性。

    2.3 磁場對MF5602型NTC熱敏電阻溫度計的影響

    有時低溫工程和低溫物理領域要求在高磁場條件下進行溫度測量,能在磁場存在的條件下進行準確的溫度測量對低溫溫度計至關重要,是低溫溫度計的一個重要特性,磁場存在條件下不同的溫度傳感器具有不同的性能[5-6]。

    新工藝生產(chǎn)的MF5602型熱敏電阻溫度計在變化的磁場存在條件下的電阻值被測量,磁場變化引起的溫度測量偏差被計算。磁場存在引起的相對溫度偏差:

    其中:TB是磁場強度為B時的溫度測量值,T是磁場強度為0時的溫度測量值。變化的磁場條件下溫度測量曲線如圖4所示,磁場誘發(fā)的相對偏差很小能夠滿足在磁場存在條件下進行低溫測量。

    圖4 MF5602熱敏電阻溫度計的磁場-溫度關系曲線Fig.4 Temperature errors,d T/T(%)vs.magnetic field curves for MF5602 NTC thermistors

    MF5602型熱敏電阻溫度計與美國Lake Shore公司的相關產(chǎn)品在典型溫度點因磁場引起的相對溫度偏差如表2所示,MF5602型熱敏電阻溫度計受磁場影響最小。

    表2 不同溫度傳感器在典型溫度點因磁場引起的溫度偏差Table 2 Typical magnetic field-dependent temperature errors d T/T(%)of different sensors at B(magnetic induction)

    3 結論

    采用新工藝生產(chǎn)的MF5602型NTC熱敏電阻溫度計具有典型的NTC熱敏陶瓷特性,材料的B20K/45K常數(shù)為190 K左右,可在20—50 K之間進行溫度測量,校準擬合殘差分布在-15 mK到15 mK之間,相同溫度測點的電阻值和電阻靈敏度值均優(yōu)于美國Lake Shore公司相關產(chǎn)品。

    高、低溫貯存、熱循環(huán)溫度沖擊老化后進行穩(wěn)定性測量,結果表明在室溫到液氫中(溫度20 K)進行50次熱循環(huán)溫度沖擊試驗,電阻漂移引起對應的溫度誤差小于10 mK,MF5602型NTC熱敏電阻溫度計具有較好的穩(wěn)定性。

    在典型溫度點磁場對MF5602型熱敏電阻溫度計的測量偏差影響被測量,磁場引起的相對溫度偏差小于美國Lake Shore公司的相關產(chǎn)品,受磁場影響最小。

    1 王忠兵,吳 蕾,趙肅瑩,等.摻雜對Ni-Mn-O系NTC熱敏陶瓷及其電學性能的影響[J].硅酸鹽學報,2009(6):927-931.

    2 蘭玉岐,妥萬祿,常愛民,等.SrCoO3-δ陶瓷材料的導電機理和低溫熱敏特性[J].電子元件與材料,2006(10):44-46.

    3 Hoge H J.Useful procedure in least squaresm,and tests of some equations for thermistors[J].Review of Scientific Instrument,1988,59:975-979.

    4 Boltovets N S,Kholevchuk V V.Ge-film resistance and si-based diode temperature microsensors for cryogenic applications[J].Sensors and Actuators A,2001,92:191-196.

    5 A PRijpma,H JM ter Brake.Cryogenic thermometry weith a common diode:Type BAS16[J].Cryogenics,2006,46:68-69.

    6 Ilic D,Butorac J,ferkovic L.Temperature measurements by mean of NTC resistors and a two-parameter approximation curve[J].Measurement,2008,41:294-299.

    7 Alexander M D,Mac Quarre K T B.Toward standard thermistor calibration method and data correction spreadsheets[J].Ground,water,Monitoring&Remediation,2005,25:75-81.

    8 Shweta Jagtap,Sunit Rane,Suresh Gosavi,et al.Preparation,characterization and electrical properties of spinel-type environment friendly thick film NTC thermistors[J].J Eur Ceram Soc,2008,28:2501-2507.

    9 Park K.Struct.Structural and electrical properties of FeMg0.7Cr0.6Co0.7-xAlxO4(0≤x≤0.3)thick film NTC thermistors[J].J Eur Ceram Soc,2006,26:909-914.

    10 Park K,Lee JK.Mn-Ni-Co-Cu-Zn-O NTC thermistors with high thermal stability for low resistance applications[J].Scripta Mater.,2007,57:329-332.

    11 梁 森,高積強,楊建鋒,等.Cr0.8Fe1.2O3NTC熱敏電阻制備及性能研究[J].稀有金屬材料與工程,2008,37(增刊1):311-313.

    12 袁秀玲,陳 崗.測量極低溫度的新型溫度計[J].制冷學報,1990,44(2):2-54.

    13 李建軍.鎳鉻-鎳硅熱電偶特性分析與應用研究[J].火箭推進,2010(5):63-66.

    14 何志勇,趙瑞國,袁軍社.傳感器數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設計[J].火箭推進,2010(6):66-71.

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