专利名称：电感型温度传感器件的制作方法
技术领域：
本发明是利用热膨胀效应和位移变磁阻效应的乘积效应制得的一种电感型温度传感器件，通过热膨胀棒的形变改变磁路的磁阻，从而达到对温度进行测量的的目的。属于电子、通信与自动控制技术领域。
背景技术：
(I)热膨胀效应热膨胀材料随温度的变化产生微小形变，设热膨胀棒受热均匀， 则磁隙δ的变化值等于热膨胀棒原长I'的变化值d δ = dl; = α I; dT(I)其中α为热膨胀材料的热膨胀系数，由于系数为ppm量级，故可认为热膨胀棒原长保持不变，dT为温度变化值。(2)位移变磁阻效应带铁芯线圈的磁阻会随磁隙的变化而变化。由于传感器的磁隙通常较小，可以认为磁隙的磁场是均匀的，假设定铁芯和动铁芯采用同一种导磁材料且截面积A1 = A2 = A，则按图I传感器的磁路总磁阻为
式中I为磁路总长，I5 = 25为总磁隙长；μ Q 为真空磁导率，μ Q = 4 31 X 10_7 (H/m)；μ r为铁芯的相对磁导率，通常μ r >> I。
(2)所以 i ,
，可得铁芯线圈的电感为
式中N为线圈匝数，K= μ 0Ν2Α为一常数。
由公式⑴可知，磁隙Is和温度是线性关系，但公式⑶中电感和磁隙是一个反比例函数关系，故很明显温度传感曲线(电感随温度变化曲线)是非线性的。对式(3)进行微分并结合公式(I)，可得自感温度传感器的灵敏度为
dL ccl' LKt = — = ~(4)
dT Is + Ι/ μ,如选用热膨胀系数α为200ppm/K的聚乙烯棒,且长度为40mm,选用相对磁导率 μ γ为15000的锰锌铁氧体[26]，截面积为5X5mm2且线圈匝数N等于20，总磁路长110_， 初始磁隙S为O. 05mm，将以上参数带入公式(4)，可得其灵敏度约为I X 10_5H/K，对应每摄氏度电感变化率为8%，比半导体热敏电阻的温度系数值还要大，自然精度也可以保证。为了改善单一式温度传感器件的线性度并继续提高灵敏度，特采用差动技术将两定铁芯上的线圈对称组合，构成差动式温度传感器件，其中上下铁芯间采用基板固定，且要保证δ 1(| = δ 2(| = δ QO其灵敏度为
权利要求
1.电感型温度传感器件是利用了热膨胀效应和位移变磁阻效应的乘积即复合热磁阻效应，将热膨胀材料和电感型传感器结合起来而构成的，可以用于高灵敏和高精度温度测量领域；其结构特征主要由以下两个部分组成(I)热膨胀棒，(2)带铁芯的线圈。
2.按权利要求书一所述的利用复合热磁阻效应的电感型温度传感器件，其原理特征在于温度变化时，热膨胀棒产生形变，使得动铁芯和定铁芯间的磁隙 J随着改变，磁路的磁阻将发生变化，即利用了热膨胀效应和位移变磁阻效应的乘积。
3.按权利要求书一所述的温度传感器件，其模型包含两种第一种是单一式，只包含一个动铁芯和线圈；第二种是改进了非线性及稳定性的差动式，由两动铁芯上的线圈对称组合，其中上下铁芯间采用基板固定。
4.按权利要求书一所述的温度传感器件中随温度而变化的参数包括线圈的电感、阻抗和磁导率等，上述任一参数均可用于对温度的测量。
全文摘要
本发明提出了一种新的温度检测理论方法和模型利用热膨胀效应和位移变磁阻效应的乘积即复合热磁阻效应，将热膨胀材料和电感型传感器结合起来构成电感型温度传感器件。器件由热膨胀棒和带铁芯的线圈构成，热膨胀棒随温度变化产生形变，此形变将改变动铁芯和定铁芯间的磁隙，进而整个磁路的磁阻会在位移变磁阻效应的作用下改变，则线圈的电感、阻抗和磁导率等参数就随温度而变化(即是温度的函数)，函数关系可以通过理论推导得到，通过后续的调理电路测得相关参数即得到温度值。
文档编号G01K7/36GK102589744SQ20121003869
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者刘敬, 李向阳 申请人:刘敬, 李向阳