快速响应型薄膜温度传感器的制备及性能测试
发布时间：2021-06-29 01:43
温度传感器作为测温仪器的核心部分,已被广泛应用于工业、航空、医疗等领域。近年来,随着智能手环、智能手表等可穿戴设备的出现,人们对实时监测自身与户外温度的需求不断增加。为满足此需求,温度传感器需要具有高响应速度、高精确度、兼容可穿戴设备等特性。基于此特性,柔性可穿戴薄膜温度传感器的相关研究开始不断增多。但大部分研究结果表明其在精度、迟滞、重复性、抗弯折等方面的性能还需要进一步的探索与优化。而随着材料科学与加工工艺不停地发展,传感器可以通过微加工工艺进行缩小化。这使得利用现有的微加工工艺将传统温度传感器进行微型化以集成于可穿戴设备中的方案变成了可能。基于以上背景,本文提出了一种可以用于快速测量人体自身与人体室外环境的微型温度传感器的课题。具体地,论文的主要研究内容如下:（1）制备了三种体积小于3.1×1.5×0.5 mm3的具有不同蛇形图案的微型铂薄膜温度传感器,蛇形图案线宽最低为20μm。本论文对制备的铂薄膜温度传感器进行了静态特性测试,测试结果表明:在-1575℃的测温范围内,本论文制备的三种温度传感器最大误差为0.2℃左右,平均误差为0.1...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热电偶示意图
电子科技大学硕士学位论文4质燃料电池中的电解质温度。测试实验结果如图1-2(a)所示，表传感器可以在20至100℃内具有3.03×10-3/℃的电阻温度系数。将此传感器应用于测量燃料电池瞬态响应时发现理论值与测量温度值之间的误差在0.5℃以下。如图1-2(b)所示，传感器整体体积较大，作者也在文中结论部分表明：通过光刻与刻蚀技术，可以将此薄膜传感器进一步缩小化。图1-2金薄膜温度传感器。(a)不同放置时间下的温度传感器的电阻-温度关系；(b)制备时的蛇形金属线宽与薄膜断裂情况[26]在2007年YvesMoser与MartinA.M.Gijs[27]制备了一种基于薄膜铂的柔性温度传感器。如图1-3所示，文中通过将带有图案的金属薄膜（结构为钛/铂/钛构成的薄膜层）与引线嵌入耐高温聚酰亚胺完成了温度传感器的制备，传感器整体体积十分微小，图案线宽仅为2.5μm。测试结果表明，传感器的电阻温度系数仅有0.00145/℃，传感器可以在0~400℃的温度范围下保持正常工作，同时测得时间常数小于80ms。但传感器精度由于受到聚酰亚胺吸湿性的限制，测量误差达到了2℃。图1-3微型铂薄膜温度传感器。(a)传感器尺寸大小与针头相当；(b)扫描电子显微镜的观察下的蛇形铂薄膜线宽为2.5μm[27]在2010年，韩国仁川大学机械工程系SureshaK.Mahadeva等人[28]用纤维素-(a)(b)(a)(b)
电子科技大学硕士学位论文4质燃料电池中的电解质温度。测试实验结果如图1-2(a)所示，表传感器可以在20至100℃内具有3.03×10-3/℃的电阻温度系数。将此传感器应用于测量燃料电池瞬态响应时发现理论值与测量温度值之间的误差在0.5℃以下。如图1-2(b)所示，传感器整体体积较大，作者也在文中结论部分表明：通过光刻与刻蚀技术，可以将此薄膜传感器进一步缩小化。图1-2金薄膜温度传感器。(a)不同放置时间下的温度传感器的电阻-温度关系；(b)制备时的蛇形金属线宽与薄膜断裂情况[26]在2007年YvesMoser与MartinA.M.Gijs[27]制备了一种基于薄膜铂的柔性温度传感器。如图1-3所示，文中通过将带有图案的金属薄膜（结构为钛/铂/钛构成的薄膜层）与引线嵌入耐高温聚酰亚胺完成了温度传感器的制备，传感器整体体积十分微小，图案线宽仅为2.5μm。测试结果表明，传感器的电阻温度系数仅有0.00145/℃，传感器可以在0~400℃的温度范围下保持正常工作，同时测得时间常数小于80ms。但传感器精度由于受到聚酰亚胺吸湿性的限制，测量误差达到了2℃。图1-3微型铂薄膜温度传感器。(a)传感器尺寸大小与针头相当；(b)扫描电子显微镜的观察下的蛇形铂薄膜线宽为2.5μm[27]在2010年，韩国仁川大学机械工程系SureshaK.Mahadeva等人[28]用纤维素-(a)(b)(a)(b)
本文编号：3255462
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热电偶示意图
电子科技大学硕士学位论文4质燃料电池中的电解质温度。测试实验结果如图1-2(a)所示，表传感器可以在20至100℃内具有3.03×10-3/℃的电阻温度系数。将此传感器应用于测量燃料电池瞬态响应时发现理论值与测量温度值之间的误差在0.5℃以下。如图1-2(b)所示，传感器整体体积较大，作者也在文中结论部分表明：通过光刻与刻蚀技术，可以将此薄膜传感器进一步缩小化。图1-2金薄膜温度传感器。(a)不同放置时间下的温度传感器的电阻-温度关系；(b)制备时的蛇形金属线宽与薄膜断裂情况[26]在2007年YvesMoser与MartinA.M.Gijs[27]制备了一种基于薄膜铂的柔性温度传感器。如图1-3所示，文中通过将带有图案的金属薄膜（结构为钛/铂/钛构成的薄膜层）与引线嵌入耐高温聚酰亚胺完成了温度传感器的制备，传感器整体体积十分微小，图案线宽仅为2.5μm。测试结果表明，传感器的电阻温度系数仅有0.00145/℃，传感器可以在0~400℃的温度范围下保持正常工作，同时测得时间常数小于80ms。但传感器精度由于受到聚酰亚胺吸湿性的限制，测量误差达到了2℃。图1-3微型铂薄膜温度传感器。(a)传感器尺寸大小与针头相当；(b)扫描电子显微镜的观察下的蛇形铂薄膜线宽为2.5μm[27]在2010年，韩国仁川大学机械工程系SureshaK.Mahadeva等人[28]用纤维素-(a)(b)(a)(b)
电子科技大学硕士学位论文4质燃料电池中的电解质温度。测试实验结果如图1-2(a)所示，表传感器可以在20至100℃内具有3.03×10-3/℃的电阻温度系数。将此传感器应用于测量燃料电池瞬态响应时发现理论值与测量温度值之间的误差在0.5℃以下。如图1-2(b)所示，传感器整体体积较大，作者也在文中结论部分表明：通过光刻与刻蚀技术，可以将此薄膜传感器进一步缩小化。图1-2金薄膜温度传感器。(a)不同放置时间下的温度传感器的电阻-温度关系；(b)制备时的蛇形金属线宽与薄膜断裂情况[26]在2007年YvesMoser与MartinA.M.Gijs[27]制备了一种基于薄膜铂的柔性温度传感器。如图1-3所示，文中通过将带有图案的金属薄膜（结构为钛/铂/钛构成的薄膜层）与引线嵌入耐高温聚酰亚胺完成了温度传感器的制备，传感器整体体积十分微小，图案线宽仅为2.5μm。测试结果表明，传感器的电阻温度系数仅有0.00145/℃，传感器可以在0~400℃的温度范围下保持正常工作，同时测得时间常数小于80ms。但传感器精度由于受到聚酰亚胺吸湿性的限制，测量误差达到了2℃。图1-3微型铂薄膜温度传感器。(a)传感器尺寸大小与针头相当；(b)扫描电子显微镜的观察下的蛇形铂薄膜线宽为2.5μm[27]在2010年，韩国仁川大学机械工程系SureshaK.Mahadeva等人[28]用纤维素-(a)(b)(a)(b)
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