一种温度传感器、测温方法及装置与流程

本发明涉及传感器领域，具体地涉及一种温度传感器、测温方法及装置。

背景技术：

1、温度传感器的应用很广泛，从日常生活中的温度计、汽车中的冷冻液温度器，到工业生产、电力制造中的温度检测，再到航空航天、军事装备等领域中都能看到温度传感器的影子。

2、现有的温度传感器可分为接触式温度传感器与非接触式温度传感器两大类。非接触式温度传感器测温范围较大，但响应时间较慢且测温误差较大。接触式温度传感器的测温元件要求与被测对象有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，具有测温准确度高、便于携带等优点。

3、现有的接触式温度传感器主要分为热阻式温度传感器和热电偶温度传感器。热阻式温度传感器是最常见的温度传感器，其测温元件多为金属制成，电阻随着温度的升高而增大，如常见的pt100型温度传感响应时间小于30s。热电偶式温度传感器是通过测量热电势来测定温度值，传感器耐温性能较好，灵敏度高但其响应时间极长，一般在几十甚至上百秒，无法获得实时温度。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种温度传感器、测温方法及装置，该传感器灵敏度高且响应快。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种温度传感器，该温度传感器包括：

3、第一电极、衬底、铁电材料层及第二电极；

4、所述第一电极位于所述衬底的一侧，所述铁电材料层位于所述衬底的另一侧且所述铁电材料层与所述衬底面面接触连接，所述第二电极与所述铁电材料层的另一表面连接。

5、可选的，所述衬底为单晶硅片、锗单晶片、碳化硅单晶片、氮化镓单晶片、砷化镓单晶片、锑化铟单晶片、锑化镓单晶片、磷化铟单晶片和砷化铟单晶片中的至少一种。

6、可选的，所述铁电材料层的铁电材料为铁酸铋、锰酸铋、铋酸铜、钛酸钡、钛酸铋钠、钛酸铅、锆钛酸铅、铌酸锶钡、钽酸锂和铌镁钛酸铅中的至少一种；

7、所述铁电材料层的层数为3-20。

8、可选的，所述第二电极为氧化铟锡电极或氟掺杂的氧化锡电极；

9、所述第一电极为银电极、金电极、铂电极及铝电极中的至少一种。

10、另一方面，本发明还提供一种测温方法，该方法包括：使上述所述的温度传感器接触待测物体；

11、通过激光光源照射所述温度传感器产生光致热释电信号；

12、根据所述光致热释电信号确定所述待测物体的温度值，所述光致热释电信号与所述温度值线性相关。

13、可选的，所述激光光源的波长范围为365nm～1064nm。

14、另一方面，本发明还提供一种测温装置，该装置包括上述所述的温度传感器、信号发生器及信号采集器；

15、所述信号发生器为激光光源，所述激光光源用于照射所述温度传感器；

16、所述温度传感器用于接触待测物体，在所述激光光源的照射下产生光致热释电信号；

17、所述信号采集器用于根据所述光致热释电信号确定所述待测物体的温度值，所述光致热释电信号与所述温度值线性相关。

18、可选的，所述激光光源的波长范围为365nm～1064nm。

19、可选的，所述测温装置还包括调频仪，用于调节所述激光光源进行周期性工作。

20、可选的，所述测温装置还包括电源，用于给信号发生器和信号采集器供电。

21、本发明的一种温度传感器包括：第一电极、衬底、铁电材料层及第二电极；所述第一电极位于所述衬底的一侧，所述铁电材料层位于所述衬底的另一侧且所述铁电材料层与所述衬底面面接触连接，所述第二电极与所述铁电材料层的另一表面连接。本发明的温度传感器通过半导体材料和铁电材料的界面效应产生光致热释电，进而进行温度测量，该温度传感器灵敏度高且响应快。

22、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种温度传感器，其特征在于，该温度传感器包括：

2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，

5.一种测温方法，其特征在于，该方法包括：使权利要求1-4中任一项所述的温度传感器接触待测物体；

6.根据权利要求5所述的测温方法，其特征在于，

7.一种测温装置，其特征在于，该装置包括权利要求1-4中任一项所述的温度传感器、信号发生器及信号采集器；

8.根据权利要求7所述的测温装置，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的测温装置，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的测温装置，其特征在于，

技术总结
本发明实施例提供一种温度传感器、测温方法及装置，该温度传感器包括：第一电极、衬底、铁电材料层及第二电极；所述第一电极位于所述衬底的一侧，所述铁电材料层位于所述衬底的另一侧且所述铁电材料层与所述衬底面面接触连接，所述第二电极与所述铁电材料层的另一表面连接。该传感器灵敏度高且响应快。

技术研发人员：杨亚,杨丽丽
受保护的技术使用者：北京纳米能源与系统研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27