用于海水溫度測量的高精度溫度傳感器設計
發(fā)布時間:2021-11-04 16:42
針對海洋環(huán)境探測中海水溫度測量的高精度需求,采用繞絲結構鉑電阻器作為溫度敏感元件,設計了一種高精度溫度傳感器。通過搭建高精度恒流源驅動溫度敏感單元,設計高穩(wěn)定、低溫度漂移差分采樣電路,采用低噪聲模/數(shù)轉換器抑制元器件漂移和數(shù)字補償修正等一系列方法,全面提升溫度測量精度。實驗表明:設計的溫度傳感器精度較高、性能穩(wěn)定,輸出與標準值相對誤差小于0.02℃,可滿足高精度海水溫度測量要求。
【文章來源】:傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(08)CSCD
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
高精度溫度傳感器設計框圖
本文綜合薄膜鉑電阻和繞絲鉑電阻的優(yōu)缺點,結合高精度、高穩(wěn)定性、快速響應測溫需求,設計了一種雙線并繞陶瓷燒結結構鉑電阻,結構如圖2(a)所示。雙線并繞結構為一根鉑絲對折后并行繞制。傳統(tǒng)繞絲鉑電阻多采用單線繞制與骨架上,高精度測溫時,頻繁變換電阻的驅動電流方向,根據(jù)電磁感應原理可知,單線繞制的鉑電阻存在較大的電感,將極大降低測溫精度和速度。雙線并繞結構鉑電阻,相鄰導線電流相反,產生的磁場可相互抵消,所以雙線并繞結構鉑電阻電感效應相對較小,適用于快速高精度測溫。
雙線并繞陶瓷燒結鉑電阻制備工藝流程如圖3所示。1)氣相沉積:本文選用鉑絲直徑為0.03 mm,為保護鉑絲、提高機械強度并防止繞制過程中鉑絲短接,繞制前采用氣相沉積工藝,在鉑絲表面沉積厚度10μm氣化點為300℃的派瑞林。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]海水溫鹽深剖面測量技術綜述[J]. 張龍,葉松,周樹道,劉鳳,韓月琪. 海洋通報. 2017(05)
[2]智能溫度傳感器系統(tǒng)設計[J]. 馬賽飛,劉鈞,馬尚昌. 傳感器與微系統(tǒng). 2016(04)
[3]強電磁干擾環(huán)境下高精度溫度測量[J]. 常海龍,張丕狀. 傳感器與微系統(tǒng). 2014(11)
[4]耐高壓高精度快速時間響應溫度傳感器的封裝技術[J]. 李建國. 海洋技術. 2004(02)
[5]鉑電阻溫度傳感器的自熱效應[J]. 張潔天,賈宏博,任磊. 傳感器技術. 2002(12)
[6]福祿克提供全面溫度計量校準解決方案[J]. 文曲. 國外電子測量技術. 2002(05)
碩士論文
[1]水下攜帶式高精度溫鹽深測量系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 耿嘉.哈爾濱工程大學 2018
[2]基于傳熱方程的鉑電阻自熱效應研究[D]. 張莉莉.南京信息工程大學 2013
本文編號:3476108
【文章來源】:傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(08)CSCD
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
高精度溫度傳感器設計框圖
本文綜合薄膜鉑電阻和繞絲鉑電阻的優(yōu)缺點,結合高精度、高穩(wěn)定性、快速響應測溫需求,設計了一種雙線并繞陶瓷燒結結構鉑電阻,結構如圖2(a)所示。雙線并繞結構為一根鉑絲對折后并行繞制。傳統(tǒng)繞絲鉑電阻多采用單線繞制與骨架上,高精度測溫時,頻繁變換電阻的驅動電流方向,根據(jù)電磁感應原理可知,單線繞制的鉑電阻存在較大的電感,將極大降低測溫精度和速度。雙線并繞結構鉑電阻,相鄰導線電流相反,產生的磁場可相互抵消,所以雙線并繞結構鉑電阻電感效應相對較小,適用于快速高精度測溫。
雙線并繞陶瓷燒結鉑電阻制備工藝流程如圖3所示。1)氣相沉積:本文選用鉑絲直徑為0.03 mm,為保護鉑絲、提高機械強度并防止繞制過程中鉑絲短接,繞制前采用氣相沉積工藝,在鉑絲表面沉積厚度10μm氣化點為300℃的派瑞林。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]海水溫鹽深剖面測量技術綜述[J]. 張龍,葉松,周樹道,劉鳳,韓月琪. 海洋通報. 2017(05)
[2]智能溫度傳感器系統(tǒng)設計[J]. 馬賽飛,劉鈞,馬尚昌. 傳感器與微系統(tǒng). 2016(04)
[3]強電磁干擾環(huán)境下高精度溫度測量[J]. 常海龍,張丕狀. 傳感器與微系統(tǒng). 2014(11)
[4]耐高壓高精度快速時間響應溫度傳感器的封裝技術[J]. 李建國. 海洋技術. 2004(02)
[5]鉑電阻溫度傳感器的自熱效應[J]. 張潔天,賈宏博,任磊. 傳感器技術. 2002(12)
[6]福祿克提供全面溫度計量校準解決方案[J]. 文曲. 國外電子測量技術. 2002(05)
碩士論文
[1]水下攜帶式高精度溫鹽深測量系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 耿嘉.哈爾濱工程大學 2018
[2]基于傳熱方程的鉑電阻自熱效應研究[D]. 張莉莉.南京信息工程大學 2013
本文編號:3476108
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