一种新型无源电容式温度传感器的制备与测试.pdf

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1、2014年第33卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)77一种新型无源电容式温度传感器的制备与测试武晋波，杨卫，张雪莲(1，中北大学仪器科学与动态侧试教育部重点实验室，山西太原030051；2．中北大学电子测试技术重点实验室，山西太原030051)摘要：为了实现高温、机械旋转和密闭空间等恶劣环境中的原位温度测量，以高居里点的铁电陶瓷为温度敏感介质材料，在传统低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的基础上，采用牺牲层填充技术，保证了制备过程的工艺兼容性，成功制备出了一种基于LTCC衬底的新型无源

2、电容式温度传感器。通过外部读取天线与传感器线圈的互感耦合，实现了从常温至700℃的传感器温度特性测试，测试结果表明：这种电容式温度传感器具有良好的温度敏感特性，其平均灵敏度为一7．33kHz／oC。关键词：铁电陶瓷；低温共烧陶瓷；无源；电容式温度传感器；恶劣环境中图分类号：TN805文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)05--0077-031t一I。a■bri●cat·i■Onand1testoInanovelDassl●veCaDaCl●tJl●VetemperaturesensOrWuJin—bo．YANGWei．ZHA

3、NGXue—lian’(1．KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China；2．ScienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLaboratory，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Inordertofulfillin—situmeas

4、urementoftemperatureinharshenvironments，suchashightemperature，mechanicalrotatingandhermeticalspace，ete，akindofhighCuriepointferroelectricceramicisusedastemperaturesensitivematerial，basedOI3conventionallowtemperatureCO—firedceramic(LTCC)technology，sacrificiallayerfillingtech

5、nologyisusedtoguaranteeprocessingcompatibilityoffabricationprocess，andanovelpassivecapacitivetemperaturesensorbasedonLTCCsubstrateisfabricatedsuccessfully．Byusingmutualcouplingbetweentheexternalreaderantennaandsensorcoil，temperaturecharacteristictestisrealizedfromroomtemper

6、atureto700℃．andtestresultshowsthatthiskindofcapacitivetemperaturesensorhasgoodtemperaturesensitivecharacteristics．andaveragesensitivityis一7．33kHz／~C．Keywords：ferroelectrieceramic；LTCC；passive；capacitivetemperaturesensor；harshenvironment0引言在面向滚动轴承关键部位温度监测的无源LC温度传感器在高温、机械旋转和密

7、闭空间等恶劣环境中，无源传感上做了大量研究工作，通过采用高介电常数的铁电陶瓷器在长期稳定的环境参数监测方面发挥着十分关键的作作为敏感电容介质，传感器在235℃内具有较好线性度和用”。在众多物理参数中，温度的测量最为普遍，其应用客观的灵敏度。And6B等人提出了一种基于MEMS温度涉及工业自动化、航空航天和公路桥梁结构健康监测等领敏感电容的无源LC传感器，其能实现5000C内的温度测域。面向高温环境下的温度测量，现有的温度传感器量。国内，电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点大体上可分为热电偶、光纤温度传感器、声表面波温度传感实验室彭斌老师的研

8、究小组于2013年提出了一种基于高器以及无源Lc温度传感器这四大类。无源Lc温度传感介电常数陶瓷基板的无源Lc温度传感器，其在140cC器由于其无需电池供电和引线连