超低温温度检测装置的设计开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
  1. 目的及意义

    1. 超低温温度检测装置的发展简史及国内外发展现状

      1.1.1 发展简史

      温度测量是低温研究部门的一个普遍项目。近年来很多国家特别是(发达国家)的低温温度传感器研制、应用有了很大发展。在各类温度传感器中,低温温度传感器约占5%。低温领域的特殊性以及相关技术的复杂性,增加了人们对低温温度的获得和准确测量的难度。近年来,随着近代物理学和电子技术的发展,低温温度传感器作为一门新兴技术,不仅得到发达国家的普遍重视,也一直是各发展中国家竞相进行研究开发的热点,许多国家通过研究各种物理效应,探索新的低温测量方法,采用近代技术开发新产品,扩大测温范围,提高测量精度。

      1.1.2 低温温度传感器分类

      常用低温温度传感器一般分为热电阻温度计,热电偶温度计,热敏电阻温度计,红外辐射温度计。

      在用来进行低温测量的热电阻温度计中,占比例最大的是铂电阻。ITS-90国际温标规定工业装置和实验研究的低温测量中,低温区13.8033K-273.16K范围内用铂电阻作标准温度计。目前,各国普遍将铂电阻温度计用于较精密的测量。由于常用的低温电阻温度计在低温状态下比热变小,所以易受外部干扰,产生较大误差。为解决这一问题,日本研究了利用铌薄膜作电极制造的低温温度计。由于铌薄膜能在一极窄的温度范围内产生超导转移,所以可以利用这一特定温度来进行温度计的自我校正和经时变化的监视,以提高测量的可靠性,灵敏度随温度降低而增加,从室温的0.25Ω/K到4.2K的96Ω/K。

      热电偶温度计是用来测量低温的常用传感器,其结构原则没有太大改变。国外主要变化是为适应市场需要,发展了大量的各种结构的变型品种。

      在所有的低温传感器中,热敏电阻因为对温度变化敏感性强而具有特别的重要性,约占全部低温热敏元件总量的40%以上,是低温传感器的主流,国际上其产值在各类温度计中排第三位。

      辐射式温度计是依据物体辐射的能量来测量其温度的传感器。它属于非接触式,具有测温范围宽、反应迅速、热惰性小等优点。这种传感器适用于腐蚀性场合、运动状态物体的温度测量。由于它的感温部分不与测温介质直接接触,因此其测温精度不如热电偶温度计高,测量误差较大。温度传感器适用范围,应用领域都在飞速扩大。细胞生物学,微电子,超导材料技术为传感器的研制和研发奠定了发展基本和动力。

      1.1.3 国内外发展现状

      伴随着电子技术、计算机技术、自动化控制技术、传感技术、超导技术的发展的不断发展,高新技术不断改进和完善新型温度检测装置。人们对于温度检测装置主要从高精度、高可靠性、集成化、智能化和微型化五个方面进行改进。

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