[發明專利]具有浮置鉑構件的鉑電阻溫度傳感器

有效

• 申請號: 202010587810.7
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN112146775B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: T.B.布朗;R.丁;D.D.利奇;D.W.法利
• 申請（專利權）人: 弗蘭克公司
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;王麗輝

本發明題為“具有浮置鉑構件的鉑電阻溫度傳感器”。本發明公開了一種鉑電阻溫度傳感器，其具有包含鉑構件的殼體。該殼體包括第一基板，第一基板具有與第一基板的上表面間隔開的第一支撐件和第二支撐件。第一基板的第一支撐件支撐所述鉑構件的第一部分，并且第二支撐件支撐鉑構件的第二部分。鉑構件的中間部分懸置在第一支撐件和第二支撐件之間的第一基板的上表面上方。

技術領域

本公開涉及溫度傳感器裝置，且更特別地，涉及包括鉑電阻元件的溫度傳感器裝置。

背景技術

因為鉑電阻溫度傳感器屬于可用的最準確的溫度測量裝置，所以鉑電阻溫度傳感器在許多學術和工業應用中是優選的。圖1示出先前實施的鉑電阻溫度傳感器100，該鉑電阻溫度傳感器包括纏繞在由陶瓷、玻璃等制成的間隔件104周圍的鉑絲102。該鉑絲102和間隔件104通常放置在護套106中，并且護套106的內部108被真空密封或填充有惰性材料。鉑絲102的電阻橫跨電連接到該鉑絲的一對引線110進行測量。雖然鉑電阻溫度傳感器100高度準確，但它們也對沖擊或振動高度敏感。作為沖擊的結果，例如，可能必須對鉑電阻溫度傳感器100中的鉑進行退火，并且可能必須重新校準在引線110處測量鉑絲102的電阻的系統。鉑電阻溫度傳感器100對沖擊和振動的敏感性限制了它們的適用性。

線繞鉑電阻溫度傳感器100也具有其他缺陷。大小相對較小的金屬和元素（例如，Na、K、Mg）可擴散穿過護套106并且污染傳感器100。制造鉑電阻溫度傳感器100的成本和勞動力也很高，并且由于其敏感性而可能難以大量制造。

圖2示出另一種已知的鉑電阻溫度傳感器200，與鉑電阻溫度傳感器100相比，該鉑電阻溫度傳感器200對沖擊和振動較不太敏感。鉑電阻溫度傳感器200包括（例如，經由濺射）沉積到非鉑基板204上的鉑薄膜層202。鉑薄膜層202固定到基板204，抵靠玻璃層206。一組導線210的連接焊盤208經由玻璃層206中的孔口214電和物理地連接到鉑薄膜層202的引線212。用于應變消除和/或絕緣的層216可固定連接焊盤208到引線212的連接。雖然與鉑電阻溫度傳感器100相比更穩健地抵抗振動和沖擊，但至少部分地由于鉑薄膜層202與基板204之間的熱膨脹系數的差異，這種差異導致由該裝置的溫度測量結果中出現誤差和滯后，所以鉑電阻溫度傳感器200不如鉑電阻溫度傳感器100準確。此外，因為鉑薄膜層202沉積在基板204上，所以鉑薄膜層202中的應力可能是固有的，并且可能不可以進行退火。

鉑電阻溫度傳感器200的設計具有優于鉑電阻溫度傳感器100的若干優點。鉑電阻溫度傳感器200在振動和沖擊方面比鉑電阻溫度傳感器100更穩健，并且成本更低且更易于制造。雖然可以對鉑電阻溫度傳感器200退火，但與應變和/或熱膨脹系數相關聯的效應可能會繼續在裝置中導致滯后和誤差。因此，使鉑電阻溫度傳感器200退火不一定提高鉑電阻溫度傳感器200的性能。此外，與鉑電阻溫度傳感器200相比，鉑電阻溫度傳感器100具有更好的準確度和更大的溫度范圍。

對具有諸如由鉑電阻溫度傳感器100提供的較高精度特性和溫度范圍以及具有鉑電阻溫度傳感器200的穩健性的鉑電阻溫度傳感器的設計和制造呈現出的難題向本領域技術人員提出了挑戰。此外，本領域的技術人員無法設計出與前述特性相結合的相對便宜且易于大量生產的鉑電阻溫度傳感器。

發明內容

本文所公開的鉑電阻溫度傳感器的實施方案具有：第一基板，該第一基板設置有第一支撐表面和第二支撐表面；鉑構件，該鉑構件具有從基座部分延伸的一組叉臂；以及第一柱，該第一柱從第一支撐表面延伸。鉑構件的基座部分位于第一支撐表面上，并且第一柱限制基座部分相對于第一支撐表面的移動。該組叉臂從基座部分延伸到第二支撐表面，并且懸置在第一基板的上表面上方。