磁敏温度传感器.pdf

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1、·国外科技简讯磁敏温度传感器最近,在常温或较低温范围内正在研制变化,具有居里温度的磁性材料在温度测量或控〔C〕对热输入的响应制等方面积极利用这些材料的各种磁性(即(1)对热输入的响应快饱和磁通密度,矫顽力,导磁率等)与温度(2)对热输入的响应慢。,的依赖关系、关于这方面的研究报告很多上述的〔A〕〔B〕项为材料所固有的基。、其中一些已投入实用本特性的关系项,〔C〕项为比热热传导,、利用感温磁特性的温度传感器与热电率。以热散系数等材料的热特性的关系项,,,偶热电阻等其它种类的温度传感器不同感温磁性材料作为传感器

2、使用时上述各种,,因它能够利用居里温度作为标准值所以,A〕特性中其〔一〔c〕项中可任意组合加以,,其应用。本质上兼有检测放大功能的优点使用,、遍及温度测量或遥测恒温控制过热保图1简单明了地说明了它们之间的关、。护热输入的放大控制或温度存储等多种领系,饱和磁一般在作为温度传感器使用时。域通密度大,、与温度对应的饱和磁通密度矫、。人们对各种应用装置的动作特性和实际顽力导磁率的值在预定温度内急剧变化,。应用中的各种问题已经提出了许多解说,。,而且热响应速度是理想的可是在用于,但本文的重点放在温度传感器上着眼于温,

3、〔温度的数字测量时B〕项(2)的磁特性。,。度传感器的使用方法及其特点同时叙述是,理想的另外在长时间的限时元件方随着新材料的研制而可能产生的温度传感器面,〔C〕项(2)的热响应迟的特性是理想。等的。、感温磁特性在传感器方。向反面的应用帆输炎,在使用感温磁性材料作温度传感器时必须考虑磁性材料的稳定温度与磁特性和热。,输入所对应的重力特性基于这种考虑如,将可利用的磁特性加以分类的话可分为下.图1感温磁性材料的特性:述几点这里,以上述各项中的饱和磁通密度为〔A〕可利用的磁特性,用数式:B,(1)饱和磁通密度的温度

4、变化例说明如下(式中为饱和磁、、2)通密度S为磁路断面N为线圈)(矫顽力的温度变化(3)导磁率的温度变化l』=Ns=Ns.(:)奥冬〔B〕磁温特性变化的形状孽d七理1’巡d七(1)磁温特性在居里温度时急剧变化上式的超m/dT项为感温磁性材料的磁(2)磁温特性在使用温度内同样地,dT特性与温度的关系/d七项为热特性的关一46一。,,·即作为传感器:系项在预定温度内对于有下述几个方面的特点。,,小的热输入必须有大的输出变化因此为(1)在居里温度上下磁心电感为零使式1,和有限,。所示的感应电压加大使用饱和磁通值其

5、变化比为无限大这种特点是密度的温度急剧变化的材料,以使dB二。,/dT热敏电阻等所无法具备的利用这点能研。,,项加大同时这种材料热传导率大比热制高可靠性的温度检测控制元件或保护元,,因。小而且易于进行任意形状的成形加工件。,而dT/dt项大是必要的上述设想对于矫(2)以居里温度作为稳定的基准值加、。。:、顽力磁导率场合也同样成立以利用即双金属温度计热电偶等的标,式1)dB。,一般感温磁性材料(的/dT准输出受周围温度的影响而发生变化而居项,里,这些与温度柑关的磁特性再进一步改良温度是稳定的温度标准值具有高可

6、靠性。,二。,,为陡坡是困难的另外为使B一特性线的输出特性因此可以研制恒温控制过,性化提议以不同种感温磁性材料构成复合热监测等电路中的简单的温度控制元件或保,。。磁路的方法来改善其特性护元件式1),(dT/击项的热响应特性可用材(3)由于与永久磁铁合用能够制成。,。,料薄膜化的方法加以改善最近有人提出没有线圈的控制元件即无须设置驱动电、、`比热小,,使用热传导好且易于加工成形的源可在所希望的温度范围附加输出能够。、。感温非晶质磁性薄带制作电路简单可靠性高的温度开关元件,二,,现在使用的磁性材料因为dB/dT

7、小(4)由于热响应速度的加快即使磁所以提出从电路方面来改善温度的输出特性,也能由激磁速度的增加得到性材料容积小。,a。,的方法图2为其一例图中()的电路输所希望的感温输出利用这种特性在被测。。:,b),出电压峰值为特性A而(的电路输物上附着少量的感温磁性膜就能实现从外e。:,。出电压为特性B其值在居里温度以下部进行高频励磁和温度检测的非接触测温,。,是恒定的在居里温度为零该电路利用在(5)因为能用铁氧体磁性流体等制。即使利,。:居里温度以上磁性特性消失的性质成传感器所以可做成任意形状即与环用,,、感温磁心和

8、感温电容的共振特性也能得状复杂的被测物相适应不再是热电偶热。,到同样的特性敏电阻等的点接触侧温而是采用大面积接。触测温,心,(6)与使用的外部条件相适应材料心j一。的稳定性好如果使用铁氧体作为憾温磁性材料,即使在潮湿,有害气体等的气氛中也ù合。,入可稳定地动作另外与热电偶或热敏龟阻价。,,,等不同因为没有电接点易于与周围保持C卜)刀七)。绝缘2.图特性改善的一种方法(,7)作为与热输入相对应的变化量、、、如饱合磁

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