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技術(shù)文章
淺談帶固定片快速響應(yīng)溫度傳感器
2022.04.13現(xiàn)有帶固定片溫度傳感器(也稱接線耳溫度傳感器)是由外殼11、NTC熱敏電阻12、包封層13、灌封層14和電子線15組成。該熱敏電阻引線121分別與兩根電子線15第一端焊接固定，將包封樹脂覆蓋在熱敏電阻12及其引線121，以及電子線15的第一端上，形成包封層13。將包封好熱敏電阻12放入外殼中，使電子線15第二端露出，往外殼11內(nèi)填充灌封樹脂，形成灌封層14。該外殼11的封閉端處的底面向外延伸，形成一固定片111，固定片上設(shè)有安裝孔112。這種帶固定片的溫度傳感器在使用時，用螺絲穿入安裝孔112可將傳感器固定在被測面上，熱量從被測面通過固定片或外殼的底面?zhèn)鬟f至傳感器。
該溫度傳感器的缺陷是在使用時，熱量通過被測面?zhèn)鞯焦潭ㄆ匣蛲鈿さ牡酌嫔?，再?jīng)過灌封層、包封層才傳導(dǎo)至熱敏電阻，感溫過程中需要經(jīng)過多層傳遞，且包封樹脂、灌封樹脂一般采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂、導(dǎo)熱硅脂等材料，其導(dǎo)熱系數(shù)不高，導(dǎo)熱性能不佳，降低了溫度傳感器靈敏度，這種結(jié)構(gòu)的溫度傳感器的熱時間常數(shù)一般為10～20秒，反應(yīng)速度較慢。
因此，愛晟提供一款帶固定片快速響應(yīng)溫度傳感器。
此溫度傳感器，包括外殼、基片、熱敏電阻、包封層、灌封層和兩根電子線；外殼為中空殼體，其底面上設(shè)有一固定孔，外殼底面向外延伸，形成一固定片，且固定片上設(shè)有安裝孔；基片固定在孔中，基片底面與固定片底面位于同一面；熱敏電阻貼合固定在基片上，并分別與兩根電子線第一端固接，電子線第二端延伸至外殼外；包封層覆蓋在熱敏電阻上，灌封層填充在外殼內(nèi)形成。
其通過設(shè)置一與固定片位于同一平面的基片，使被測面的熱量可以直接傳導(dǎo)至基片，同時，將熱敏電阻直接貼合固定在該基片上，則被測面的熱量通過基片即可直接傳導(dǎo)至熱敏電阻，避免了被測面的熱量需經(jīng)過外殼、灌封樹脂、包封樹脂才傳遞到熱敏電阻的缺陷，大大減少了熱時間常數(shù)，提升了溫度傳感器響應(yīng)速度，且該溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高、易于制造。
下表1為圖1中傳統(tǒng)溫度傳感器與帶固定片快速響應(yīng)溫度傳感器的熱時間常數(shù)測試結(jié)果對比。
可見，傳統(tǒng)溫度傳感器熱時間常數(shù)一般為10～20秒，而帶固定片快速響應(yīng)溫度傳感器只需0.4～0.5秒，大大減少了熱時間常數(shù)，提升了溫度傳感器響應(yīng)速度。
下表2為本發(fā)明的溫度傳感器的可靠性測試結(jié)果，該可靠性測試具體為冷熱沖擊1000個循環(huán)、高溫老化1000個小時以及高溫負荷實驗。
可見，此溫度傳感器經(jīng)過系列可靠性測試后，其變化率幅度均在±0.3％以內(nèi)，說明其阻值穩(wěn)定性好，不會出現(xiàn)漂移、突變現(xiàn)象，可靠性較高。
這款帶固定片快速響應(yīng)溫度傳感器，使用時將螺絲穿入固定片中并旋入被測裝置，使固定片與被測面緊貼固定，通過設(shè)置一與固定片位于同一平面的基片，使被測面的熱量可以直接傳導(dǎo)至基片，同時，將熱敏電阻直接貼合固定在該基片上，則被測面的熱量通過基片即可直接傳導(dǎo)至熱敏電阻，避免了現(xiàn)有技術(shù)中，被測面的熱量需經(jīng)過外殼、灌封樹脂、包封樹脂才傳遞到熱敏電阻的缺陷，大大減少了熱時間常數(shù)，提升了溫度傳感器的響應(yīng)速度，且該溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高、易于制造，可以耐高溫300℃。