专利名称：一种低温精密测控温传感器及其制备方法
技术领域：
本发明属于一种具有负电阻温度系数的低温测控温传感器，尤其对海底、航天等 深冷空间进行低温测量或低温控制，具体涉及一种低温精密测控温传感器及其制备方法。
背景技术：
低温测控温传感器对深冷空间和辐射环境下能够进行精确测量与控制。如气象测 温的航天器，需要对-100 +50°C的环境准确测温，运载火箭发动机中的低温推进剂的温 度测量，都需要用到低温测控温传感器。低温精密测控温传感器要求B25/50 ( 2000K，常 温阻值R25 —般为6-25KQ，为了减少太阳辐射和反应灵敏，还要求耐辐射、耐候性要好，尺 寸越小越好。本发明经过多年大量的实验研究，研制出了一种外形极小的低温传感器，该传 感器灵敏度高，体积小，性能稳定，特别适合航空航天技术应用。
发明内容
为达到在-100 +50°C之间多个温度点均能满足测量精度在0. 2°C之内，希望B 值尽量低一些；另外因在万米以上高空工作，除了低温之外还要耐辐射、耐气候，以保证测 量温度的准确性。本提供了一种在低温和辐射环境下能够精密侧控温的传感器，能有效地 解决现有技术的不足。本发明所说的低温精密测控温传感器，包括引线、阻体，阻体上有底漆层 和防辐射层，阻体是由镍、铁、铜和钴金属氧化物为基料，少量添加锰，锌，硅，铝 中的一种或几种氧化物制成，其中，基料金属原子比例为Co Fe Cu Ni = 45-65% 5-15% 10-25% 10-25%，添加物占基料总金属原子比例为Zn 0-2% Si 0-5% A1 0-10% Mn 0-5%。本发明还公开了上述传感器的制备方法，包括以下步骤(1)阻体物料配制镍、铁、铜和钴金属氧化物为基料，少量添加锰，锌， 硅，铝中的一种或几种氧化物，其中，基料金属原子比例为Co Fe Cu Ni = 45-65% 5-15% 10-25% 10-25%，添加物占基料总金属原子比例为Zn 0-2% Si 0-5% A1 0-10% Mn 0-5% ；(2)阻体物料配制好后，经球磨、干燥、700-900°C预烧并保温1_2小时后，再二次 球磨制成浆料；(3)在引线上用步骤⑵的浆料点珠，珠子大小不超过0. 6mm,干燥后在 950-1150°C烧结1-2小时，然后再200-400°C老化168小时，制得阻体；(4)在阻体外表面涂覆底漆，形成底漆层；干燥后在底漆层外表面涂覆防辐射涂 层，再经干燥后，剪切弓I线制得低温精密测控温传感器该传感器。本发明中所说的底漆为氟聚氨酯类清漆，防辐射涂层为氟聚氨酯类磁漆，具有很 好的耐候性、耐介质性、耐辐射性能。本发明中所说的引线为直径0 0. 05mm钼金丝。
本发明通过设计配方体系和调整材料比例，在工艺上增加防辐射涂层，其产品外 形极小灵敏度高、耐候性和耐辐射性能极佳。电性能参数为B25/50 < 2000K，常温阻值R25 一般为 6-25KQ。
图1是本发明传感器结构示意图，1-阻体，2-底漆层，3-防辐射层，4-引线。
具体实施例方式实施例1原材料配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 20 5 15 7.5(mol 比，对应 金属原子比 Co Fe Cu Ni = 60% 10% 15% 15% )添加 2% Zn0、0. 5% Si02、 5% A1203 (mol 比，对应金属原子比 Zn 2% Si 0. 5% A1 10% )；配好的物料加入去离子水后在250-300转/分钟行星球磨机中球磨6-12小时，干 燥后在700-900°C预烧并保温1-2小时，二次球磨6-12小时得浆料，在引线4上用上述浆料 点珠，珠子大小不超过0. 6mm，干燥后在950-1150°C烧结1_2小时，然后再200-400°C老化 168小时，得阻体1 ；然后在阻体1外表面涂覆底漆，形成底漆层2 ；干燥后在底漆层2外表 面涂覆防辐射涂层3，再经干燥后，剪切引线制得低温精密测控温传感器该传感器(图1)。 剪切引线后进行测试，测试结果常温阻值10只平均值R25 = 12. 7k Q,阻值范围(9_14)KQ B25/50 = 1700-1800KR-100 = 393. 2k Q R20 = 12. 31k Q R50 = 7. 09kQ。实施例2原材料配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 15 7. 5 15 12. 5 (mol 比， 对应金属原子比 Co Fe Cu Ni = 45% 15% 15% 30% )添加 1 % A1203、5% Mn02 (mol比，对应金属原子比A1 2% Mn 5% )；配好的物料按实施1方法制备传感器并测试。测试结果常温阻值10只平均值 R25 = 10. 5K Q，阻值范围(8-13) K Q B25/50 = 1900-2000KR-100 = 986. 8k Q R20 = 11. 25k Q R50 = 5.42kQ。实施例3原材料按下列配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 22 2. 5 20 5 (mol 比，对应金属原子比 Co Fe Cu Ni = 65% 5% 20% 10% )添加 5% Si02U% ZnO(mol 比，对应金 属原子比Si 5% Zn 1% )配好的物料按实施1方法制备传感器并测试。测试结果常温阻值10只平均值 R25 = 23. 4K Q，阻值范围(18-25) K Q B25/50 = 1750-1850KR-100 = 960. 2k Q R20 = 24. 60k Q R50 = 13. 69k Q。实施例4原材料按下列配比Co304 Fe203 CuO Ni203 = 20 2. 5 10 12. 5 (mol 比，对应金属原子比 Co Fe Cu Ni = 60%: 5% 10% 25% )添加 0. 5% Si02、1 % A1203 (mol 比， 对应金属原子比Si 0.5% Al 2% )配好的物料按实施1方法制备传感器并测试。测试结果常温阻值10只平均值 R25 = 19ΚΩ，阻值范围(15-24) K Ω Β25/50 = 1500-1700ΚR-100 = 468. IkQ R20 = 20. 47kΩ R50 = 12. 33kΩ。实施例5原材料按下列配比Co304 Fe203 CuO Ν 203 = 18 2. 5 25 7. 5 (mol 比，对应金属原子比 Co Fe Cu Ni = 55% 5% 25% 15% )添加 2% Mn02 1% Al203 (mol 比，对应 金属原子比Mn 2% Al 2% )；配好的物料按实施1方法制备传感器并测试。测试结果常温阻值10只平均值 R25 = 8. 2ΚΩ，阻值范围(7-11) K Ω Β25/50 = 1800-1900ΚR-100 = 572. 2k Ω R20 = 9. 68k Ω R50 = 6.07kQ。
权利要求
一种低温精密测控温传感器该传感器，包括引线、阻体，其特征在于阻体上有底漆层和防辐射层，阻体是由镍、铁、铜和钴金属氧化物为基料，少量添加锰，锌，硅，铝中的一种或几种氧化物制成，其中，基料金属原子比例为Co∶Fe∶Cu∶Ni＝45 65％∶5 15％∶10 25％∶10 25％，添加物占基料总金属原子比例为Zn 0 2％，Si 0 5％，Al 0 10％，Mn 0 5％。
2.一种低温精密测控温传感器该传感器的制备方法，包括以下步骤(1)阻体物料配制镍、铁、铜和钴金属氧化物为基料，少量添加锰，锌，硅， 铝中的一种或几种氧化物，其中，基料金属原子比例为Co Fe Cu Ni = 45-65% 5-15% 10-25% 10-25%，添加物占基料总金属原子比例为Zn 0-2%, Si 0-5%, A1 0-10%, Mn 0-5% ；(2)阻体物料配制好后，经球磨、干燥、700-90(TC预烧并保温1-2小时后，再二次球磨 制成浆料；(3)在引线上用步骤(2)的浆料点珠，珠子大小不超过0.6mm，干燥后在950-1150°C烧 结1-2小时，然后再200-400°C老化168小时，制得阻体；(4)在阻体外表面涂覆底漆，形成底漆层；干燥后在底漆层外表面涂覆防辐射涂层，再 经干燥后，剪切弓I线制得低温精密测控温传感器该传感器。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所说的引线是钼金丝。
全文摘要
本发明属于传感器领域，具体涉及一种低温精密测控温传感器及其制备方法。所说的低温精密测控温传感器该传感器，包括引线、阻体，特征在于阻体上有底漆层和防辐射层，阻体是由镍、铁、铜和钴金属氧化物为基料，少量添加锰，锌，硅，铝中的一种或几种氧化物制成。本发明通过设计配方体系和调整材料比例，在工艺上增加防辐射涂层，其产品外形极小灵敏度高、耐候性和耐辐射性能极佳。电性能参数为B25/50≤2000K，常温阻值R25一般为6-25KΩ，特别适合航空航天技术应用。
文档编号G01K7/16GK101893488SQ20101024572
公开日2010年11月24日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者凡小玉, 李桂芳, 陈后胜 申请人:南京先正电子有限公司