本文關(guān)鍵詞：聚酰亞胺基熱敏元件制備與性能研究

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【摘要】：隨著技術(shù)的發(fā)展,薄膜熱電偶傳感器已經(jīng)被應(yīng)用在生活中的各個領(lǐng)域,在此基礎(chǔ)上本文研究一種聚酰亞胺基熱敏元件,給出其結(jié)構(gòu)設(shè)計與原理,并對傳感器的設(shè)計進行ANSYS有限元分析,考察聚酰亞胺基底厚度、熱導(dǎo)率和金屬電極的結(jié)構(gòu)、厚度對傳感器的熱學(xué)性能及熱電性能的影響,從而得到最佳的設(shè)計方案。本文采用電子束蒸發(fā)的方式在聚酰亞胺基底上制備熱電偶,并用掃描電子顯微鏡對聚酰亞胺基底、銅薄膜及鎳薄膜的平整性進行檢測,確保其表面連續(xù)好、無開裂,厚度均勻;用臺階儀測量銅、鎳薄膜的厚度。隨后用I級精度的E型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶對聚酰亞胺基Cu/Ni薄膜熱電偶進行標(biāo)定,使用Origin 8軟件處理數(shù)據(jù)并得到擬合直線,實驗結(jié)果證明制備的聚酰亞胺基熱電偶傳感器的測量值與理論值基本一致。同時進一步對聚酰亞胺基溫度傳感器的線性度、遲滯性、穩(wěn)定性和靈敏度進行測試,實驗結(jié)果表明該傳感器在-20℃~200℃范圍內(nèi)具有線性度高、遲滯小、穩(wěn)定性好、靈敏度高的特點,因此可以將該傳感器應(yīng)用于測量溫度。本文用該傳感器對鋰電池的溫度進行測試,保證測試過程不影響電池的正常工作。最后,本文設(shè)計了聚酰亞胺基熱敏元件后續(xù)測控電路,用電橋補償法利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢對熱電偶進行冷端補償,選用89C51作為微處理器,ICL7109作為A/D轉(zhuǎn)換器,OP07芯片作為運算放大器,555芯片作為定時器,實現(xiàn)了信號的放大、轉(zhuǎn)換及顯示。
【關(guān)鍵詞】：聚酰亞胺基溫度傳感器 熱電偶 電子束蒸發(fā) ANSYS
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.11
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 薄膜熱電偶溫度傳感器技術(shù)簡介9-12
• 1.1.1 薄膜熱電偶溫度傳感器工作原理9-11
• 1.1.2 薄膜熱電偶溫度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)11-12
• 1.2 薄膜熱電偶溫度傳感器的發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 本論文研究的目的及開展的工作13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 第2章 聚酰亞胺材料概述14-19
• 2.1 聚酰亞胺材料研究的背景和意義14-15
• 2.2 聚酰亞胺制備方法15-16
• 2.3 聚酰亞胺的特性16-17
• 2.4 聚酰亞胺在薄膜熱電偶傳感器中的應(yīng)用17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第3章 聚酰亞胺基熱敏元件制備工藝及材料表征19-29
• 3.1 聚酰亞胺基溫度傳感器的基本結(jié)構(gòu)19-20
• 3.3 聚酰亞胺基溫度傳感器的制備及材料表征20-28
• 3.3.1 薄膜制備技術(shù)20-24
• 3.3.2 薄膜表征技術(shù)24-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第4章 聚酰亞胺基溫度傳感器性能模擬29-50
• 4.1 Ansys Workbench軟件簡介29
• 4.2 聚酰亞胺基溫度傳感器特性仿真29-49
• 4.2.1 聚酰亞胺基熱敏元件熱學(xué)仿真分析29-37
• 4.2.2 聚酰亞胺基熱敏元件熱電特性仿真37-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 聚酰亞胺基熱敏元件的性能研究50-62
• 5.1 薄膜熱電偶的標(biāo)定50-52
• 5.1.1 薄膜熱電偶的標(biāo)定原理50-51
• 5.1.2 薄膜熱電偶的冷端補償51-52
• 5.2 聚酰亞胺基熱電偶溫度傳感器的性能測試52-59
• 5.2.1 聚酰亞胺基熱電偶溫度傳感器的標(biāo)定52-55
• 5.2.2 線性度55-56
• 5.2.3 遲滯56-57
• 5.2.4 穩(wěn)定性57-58
• 5.2.5 靈敏度58-59
• 5.3 聚酰亞胺基溫度傳感器測溫實驗59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 第6章 后續(xù)電路的設(shè)計研究62-67
• 6.1 冷端補償電路的設(shè)計62-63
• 6.2 后續(xù)測控電路設(shè)計63-66
• 6.2.1 單片機芯片的選擇63
• 6.2.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇63-64
• 6.2.3 運算放大器芯片的選擇64-65
• 6.2.4 定時器芯片的選擇65-66
• 6.3 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-74
• 致謝74-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文75-76
• 附錄 后續(xù)電路76

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本文編號：1043613