基于碳基復(fù)合材料的柔性溫度傳感器件
發(fā)布時(shí)間:2021-06-29 07:09
近年來(lái),隨著人們對(duì)智慧生活的關(guān)注以及可穿戴技術(shù)的發(fā)展,可穿戴傳感器逐漸成為研究者研究的熱點(diǎn),而溫度是體現(xiàn)人們健康狀況的重要參數(shù)之一,所以在健康檢測(cè)方面,柔性溫度傳感器的研究就尤為重要。柔性溫度傳感器不同于剛性溫度傳感器,它具有柔韌性好、體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn),尤其是可以自然貼附在復(fù)雜曲面而不會(huì)影響產(chǎn)品的性能,有望成為可穿戴電子產(chǎn)品中的重要一員。柔性溫度傳感器根據(jù)測(cè)溫原理可分為熱電偶型和熱電阻型兩類。柔性熱電偶型溫度傳感器的兩熱電極由兩種不同材料制備而成,制備熱電極的材料需要具備高電導(dǎo)率、高柔性,而且在測(cè)溫中產(chǎn)生的熱電勢(shì)與溫度差之間為線性或近似線性關(guān)系。柔性熱電阻型溫度傳感器只需要一種溫敏材料制備溫敏元件,而溫敏材料的溫敏電阻變化率要大,電阻溫敏特性具有線性關(guān)系。除此之外,兩種柔性溫度傳感器都需要具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、柔韌性和機(jī)械性,且制作工藝簡(jiǎn)單方便;谝陨先嵝詼囟葌鞲衅鲗(duì)材料的要求,本文研究了具有高柔性、高電導(dǎo)率、良好溫敏電阻線性化的低維納米材料,主要討論了兩種柔性溫度傳感器,研究了溫度傳感器的穩(wěn)定性和可重復(fù)性以及其在可穿戴領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題。具體的研究工作如下:通過(guò)水熱法合成碲化鉍(Bi<...
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
塞貝克效應(yīng)示意圖
有中間導(dǎo)Figure1-2Thermocouplelo
東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3圖1-2有中間導(dǎo)體的熱電偶回路Figure1-2Thermocoupleloopwithintermediateconductor.(2)中間溫度定律[7]在熱電偶的測(cè)溫回路中引入其他導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)A0、B0,且A0、B0分別與A、B的熱電性質(zhì)相同,則熱電偶回路中的總熱電勢(shì)等于熱電偶的熱電勢(shì)加上引入導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的熱電勢(shì)。如圖1-3,接點(diǎn)溫度為T、t、T0的熱電偶,它的熱電勢(shì)等于溫度分別為T、t和t、T0兩個(gè)性質(zhì)相同的熱電偶熱電勢(shì)的代數(shù)和,即00(,,0)=(,)+00(,0)(4)圖1-3中間溫度定律Figure1-3Lawofintermediatetemperature.(3)均質(zhì)導(dǎo)體定律[7]只有一種導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)材料構(gòu)成的閉合回路,不論導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的截面和各部分的溫度分布情況,回路中的總熱電勢(shì)都為0。若熱電偶的電極材質(zhì)不均勻,會(huì)產(chǎn)生多余熱電勢(shì),造成測(cè)溫誤差。據(jù)此,也可以檢查熱電極材料的均勻性。1.2.2熱電阻溫度傳感器測(cè)溫原理與熱電偶不同,熱電阻是根據(jù)感溫元件的電阻隨溫度的變化而變化進(jìn)行測(cè)溫的。熱電阻根據(jù)材料不同分為金屬熱電阻和熱敏電阻。對(duì)于金屬熱電阻,電阻與溫度的變化關(guān)系可用以下公式表示:=0(1++2+3)(5)式中:Rt和R0分別表示金屬導(dǎo)體在t°C和0°C時(shí)的電阻值;A、B、C分別表示金屬電阻溫度系數(shù)。對(duì)大多數(shù)金屬而言,電阻隨溫度的增加而增加,則有正溫度系數(shù),反之,有負(fù)溫度系數(shù)[8]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高溫薄膜傳感器制備與性能研究[J]. 王強(qiáng),張久斌,邵靖,程萍,丁桂甫,段力. 傳感器與微系統(tǒng). 2016(11)
[2]金屬熱電阻溫度傳感器在多路溫度監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 劉振全,王漢芝. 傳感器世界. 2006(12)
[3]新型薄膜式熱電偶切削溫度測(cè)量傳感器[J]. 徐靜,孫寶元,曾其勇,賈穎. 儀表技術(shù)與傳感器. 2005(06)
[4]便攜式薄膜熱電偶測(cè)溫傳感器[J]. 薛暉,李付國(guó),黃呂權(quán). 傳感器技術(shù). 1996(01)
[5]對(duì)向靶濺射制備NiCr-NiSi薄膜熱電偶的動(dòng)態(tài)特性研究[J]. 劉裕光,姜恩永,劉明升,程啟. 真空科學(xué)與技術(shù). 1995(05)
[6]薄膜溫度傳感器的研制及應(yīng)用[J]. 安保合. 推進(jìn)技術(shù). 1992(01)
碩士論文
[1]基于石墨烯的機(jī)器人用柔性溫度傳感器的研究[D]. 田敏.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3255999
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
塞貝克效應(yīng)示意圖
有中間導(dǎo)Figure1-2Thermocouplelo
東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3圖1-2有中間導(dǎo)體的熱電偶回路Figure1-2Thermocoupleloopwithintermediateconductor.(2)中間溫度定律[7]在熱電偶的測(cè)溫回路中引入其他導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)A0、B0,且A0、B0分別與A、B的熱電性質(zhì)相同,則熱電偶回路中的總熱電勢(shì)等于熱電偶的熱電勢(shì)加上引入導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的熱電勢(shì)。如圖1-3,接點(diǎn)溫度為T、t、T0的熱電偶,它的熱電勢(shì)等于溫度分別為T、t和t、T0兩個(gè)性質(zhì)相同的熱電偶熱電勢(shì)的代數(shù)和,即00(,,0)=(,)+00(,0)(4)圖1-3中間溫度定律Figure1-3Lawofintermediatetemperature.(3)均質(zhì)導(dǎo)體定律[7]只有一種導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)材料構(gòu)成的閉合回路,不論導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的截面和各部分的溫度分布情況,回路中的總熱電勢(shì)都為0。若熱電偶的電極材質(zhì)不均勻,會(huì)產(chǎn)生多余熱電勢(shì),造成測(cè)溫誤差。據(jù)此,也可以檢查熱電極材料的均勻性。1.2.2熱電阻溫度傳感器測(cè)溫原理與熱電偶不同,熱電阻是根據(jù)感溫元件的電阻隨溫度的變化而變化進(jìn)行測(cè)溫的。熱電阻根據(jù)材料不同分為金屬熱電阻和熱敏電阻。對(duì)于金屬熱電阻,電阻與溫度的變化關(guān)系可用以下公式表示:=0(1++2+3)(5)式中:Rt和R0分別表示金屬導(dǎo)體在t°C和0°C時(shí)的電阻值;A、B、C分別表示金屬電阻溫度系數(shù)。對(duì)大多數(shù)金屬而言,電阻隨溫度的增加而增加,則有正溫度系數(shù),反之,有負(fù)溫度系數(shù)[8]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高溫薄膜傳感器制備與性能研究[J]. 王強(qiáng),張久斌,邵靖,程萍,丁桂甫,段力. 傳感器與微系統(tǒng). 2016(11)
[2]金屬熱電阻溫度傳感器在多路溫度監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 劉振全,王漢芝. 傳感器世界. 2006(12)
[3]新型薄膜式熱電偶切削溫度測(cè)量傳感器[J]. 徐靜,孫寶元,曾其勇,賈穎. 儀表技術(shù)與傳感器. 2005(06)
[4]便攜式薄膜熱電偶測(cè)溫傳感器[J]. 薛暉,李付國(guó),黃呂權(quán). 傳感器技術(shù). 1996(01)
[5]對(duì)向靶濺射制備NiCr-NiSi薄膜熱電偶的動(dòng)態(tài)特性研究[J]. 劉裕光,姜恩永,劉明升,程啟. 真空科學(xué)與技術(shù). 1995(05)
[6]薄膜溫度傳感器的研制及應(yīng)用[J]. 安保合. 推進(jìn)技術(shù). 1992(01)
碩士論文
[1]基于石墨烯的機(jī)器人用柔性溫度傳感器的研究[D]. 田敏.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3255999
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