專利名稱：一種低溫精密測控溫傳感器及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種具有負電阻溫度系數(shù)的低溫測控溫傳感器，尤其對海底、航天等 深冷空間進行低溫測量或低溫控制，具體涉及一種低溫精密測控溫傳感器及其制備方法。
背景技術：
低溫測控溫傳感器對深冷空間和輻射環(huán)境下能夠進行精確測量與控制。如氣象測 溫的航天器，需要對-100 +50°C的環(huán)境準確測溫，運載火箭發(fā)動機中的低溫推進劑的溫 度測量，都需要用到低溫測控溫傳感器。低溫精密測控溫傳感器要求B25/50 ( 2000K，常 溫阻值R25 —般為6-25KQ，為了減少太陽輻射和反應靈敏，還要求耐輻射、耐候性要好，尺 寸越小越好。本發(fā)明經(jīng)過多年大量的實驗研究，研制出了一種外形極小的低溫傳感器，該傳 感器靈敏度高，體積小，性能穩(wěn)定，特別適合航空航天技術應用。

發(fā)明內(nèi)容
為達到在-100 +50°C之間多個溫度點均能滿足測量精度在0. 2°C之內(nèi)，希望B 值盡量低一些；另外因在萬米以上高空工作，除了低溫之外還要耐輻射、耐氣候，以保證測 量溫度的準確性。本提供了一種在低溫和輻射環(huán)境下能夠精密側控溫的傳感器，能有效地 解決現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明所說的低溫精密測控溫傳感器，包括引線、阻體，阻體上有底漆層 和防輻射層，阻體是由鎳、鐵、銅和鈷金屬氧化物為基料，少量添加錳，鋅，硅，鋁 中的一種或幾種氧化物制成，其中，基料金屬原子比例為Co Fe Cu Ni = 45-65% 5-15% 10-25% 10-25%，添加物占基料總金屬原子比例為Zn 0-2% Si 0-5% A1 0-10% Mn 0-5%。本發(fā)明還公開了上述傳感器的制備方法，包括以下步驟(1)阻體物料配制鎳、鐵、銅和鈷金屬氧化物為基料，少量添加錳，鋅， 硅，鋁中的一種或幾種氧化物，其中，基料金屬原子比例為Co Fe Cu Ni = 45-65% 5-15% 10-25% 10-25%，添加物占基料總金屬原子比例為Zn 0-2% Si 0-5% A1 0-10% Mn 0-5% ；(2)阻體物料配制好后，經(jīng)球磨、干燥、700-900°C預燒并保溫1_2小時后，再二次 球磨制成漿料；(3)在引線上用步驟⑵的漿料點珠，珠子大小不超過0. 6mm,干燥后在 950-1150°C燒結1-2小時，然后再200-400°C老化168小時，制得阻體；(4)在阻體外表面涂覆底漆，形成底漆層；干燥后在底漆層外表面涂覆防輻射涂 層，再經(jīng)干燥后，剪切弓I線制得低溫精密測控溫傳感器該傳感器。本發(fā)明中所說的底漆為氟聚氨酯類清漆，防輻射涂層為氟聚氨酯類磁漆，具有很 好的耐候性、耐介質(zhì)性、耐輻射性能。本發(fā)明中所說的引線為直徑0 0. 05mm鉬金絲。
本發(fā)明通過設計配方體系和調(diào)整材料比例，在工藝上增加防輻射涂層，其產(chǎn)品外 形極小靈敏度高、耐候性和耐輻射性能極佳。電性能參數(shù)為B25/50 < 2000K，常溫阻值R25 一般為 6-25KQ。


圖1是本發(fā)明傳感器結構示意圖，1-阻體，2-底漆層，3-防輻射層，4-引線。
具體實施例方式實施例1原材料配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 20 5 15 7.5(mol 比，對應 金屬原子比 Co Fe Cu Ni = 60% 10% 15% 15% )添加 2% Zn0、0. 5% Si02、 5% A1203 (mol 比，對應金屬原子比 Zn 2% Si 0. 5% A1 10% )；配好的物料加入去離子水后在250-300轉/分鐘行星球磨機中球磨6-12小時，干 燥后在700-900°C預燒并保溫1-2小時，二次球磨6-12小時得漿料，在引線4上用上述漿料 點珠，珠子大小不超過0. 6mm，干燥后在950-1150°C燒結1_2小時，然后再200-400°C老化 168小時，得阻體1 ；然后在阻體1外表面涂覆底漆，形成底漆層2 ；干燥后在底漆層2外表 面涂覆防輻射涂層3，再經(jīng)干燥后，剪切引線制得低溫精密測控溫傳感器該傳感器(圖1)。 剪切引線后進行測試，測試結果常溫阻值10只平均值R25 = 12. 7k Q,阻值范圍(9_14)KQ B25/50 = 1700-1800KR-100 = 393. 2k Q R20 = 12. 31k Q R50 = 7. 09kQ。實施例2原材料配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 15 7. 5 15 12. 5 (mol 比， 對應金屬原子比 Co Fe Cu Ni = 45% 15% 15% 30% )添加 1 % A1203、5% Mn02 (mol比，對應金屬原子比A1 2% Mn 5% )；配好的物料按實施1方法制備傳感器并測試。測試結果常溫阻值10只平均值 R25 = 10. 5K Q，阻值范圍(8-13) K Q B25/50 = 1900-2000KR-100 = 986. 8k Q R20 = 11. 25k Q R50 = 5.42kQ。實施例3原材料按下列配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 22 2. 5 20 5 (mol 比，對應金屬原子比 Co Fe Cu Ni = 65% 5% 20% 10% )添加 5% Si02U% ZnO(mol 比，對應金 屬原子比Si 5% Zn 1% )配好的物料按實施1方法制備傳感器并測試。測試結果常溫阻值10只平均值 R25 = 23. 4K Q，阻值范圍(18-25) K Q B25/50 = 1750-1850KR-100 = 960. 2k Q R20 = 24. 60k Q R50 = 13. 69k Q。實施例4原材料按下列配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 20 2. 5 10 12. 5 (mol 比，對應金屬原子比 Co Fe Cu Ni = 60%: 5% 10% 25% )添加 0. 5% Si02、1 % A1203 (mol 比， 對應金屬原子比Si 0.5% Al 2% )配好的物料按實施1方法制備傳感器并測試。測試結果常溫阻值10只平均值 R25 = 19ΚΩ，阻值范圍(15-24) K Ω Β25/50 = 1500-1700ΚR-100 = 468. IkQ R20 = 20. 47kΩ R50 = 12. 33kΩ。實施例5原材料按下列配比Co304 Fe203 CuO Ν 203 = 18 2. 5 25 7. 5 (mol 比，對應金屬原子比 Co Fe Cu Ni = 55% 5% 25% 15% )添加 2% Mn02 1% Al203 (mol 比，對應 金屬原子比Mn 2% Al 2% )；配好的物料按實施1方法制備傳感器并測試。測試結果常溫阻值10只平均值 R25 = 8. 2ΚΩ，阻值范圍(7-11) K Ω Β25/50 = 1800-1900ΚR-100 = 572. 2k Ω R20 = 9. 68k Ω R50 = 6.07kQ。
權利要求
一種低溫精密測控溫傳感器該傳感器，包括引線、阻體，其特征在于阻體上有底漆層和防輻射層，阻體是由鎳、鐵、銅和鈷金屬氧化物為基料，少量添加錳，鋅，硅，鋁中的一種或幾種氧化物制成，其中，基料金屬原子比例為Co∶Fe∶Cu∶Ni＝45 65％∶5 15％∶10 25％∶10 25％，添加物占基料總金屬原子比例為Zn 0 2％，Si 0 5％，Al 0 10％，Mn 0 5％。
2.一種低溫精密測控溫傳感器該傳感器的制備方法，包括以下步驟(1)阻體物料配制鎳、鐵、銅和鈷金屬氧化物為基料，少量添加錳，鋅，硅， 鋁中的一種或幾種氧化物，其中，基料金屬原子比例為Co Fe Cu Ni = 45-65% 5-15% 10-25% 10-25%，添加物占基料總金屬原子比例為Zn 0-2%, Si 0-5%, A1 0-10%, Mn 0-5% ；(2)阻體物料配制好后，經(jīng)球磨、干燥、700-90(TC預燒并保溫1-2小時后，再二次球磨 制成漿料；(3)在引線上用步驟(2)的漿料點珠，珠子大小不超過0.6mm，干燥后在950-1150°C燒 結1-2小時，然后再200-400°C老化168小時，制得阻體；(4)在阻體外表面涂覆底漆，形成底漆層；干燥后在底漆層外表面涂覆防輻射涂層，再 經(jīng)干燥后，剪切弓I線制得低溫精密測控溫傳感器該傳感器。
3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所說的引線是鉬金絲。
全文摘要
本發(fā)明屬于傳感器領域，具體涉及一種低溫精密測控溫傳感器及其制備方法。所說的低溫精密測控溫傳感器該傳感器，包括引線、阻體，特征在于阻體上有底漆層和防輻射層，阻體是由鎳、鐵、銅和鈷金屬氧化物為基料，少量添加錳，鋅，硅，鋁中的一種或幾種氧化物制成。本發(fā)明通過設計配方體系和調(diào)整材料比例，在工藝上增加防輻射涂層，其產(chǎn)品外形極小靈敏度高、耐候性和耐輻射性能極佳。電性能參數(shù)為B25/50≤2000K，常溫阻值R25一般為6-25KΩ，特別適合航空航天技術應用。
文檔編號G01K7/16GK101893488SQ20101024572
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2010年8月5日
發(fā)明者凡小玉, 李桂芳, 陳后勝 申請人:南京先正電子有限公司