黎 云, 尤敏敏, 林祖德, 刘景全

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院,上海 200240)

0 引 言

随着温度降低,材料的性质会随之发生改变,产生许多奇异的现象,例如:气态液化、凝固、超导现象、超流体现象[1]。低温技术包含研究材料在低温环境中的各种性质变化,由此衍生出大量应用,可广泛应用于能源开发、生物医疗、超导研究和航空航天等领域[2～3]。

在低温技术研究和应用过程中,精确的温度测量至关重要。低温测量是通过研究材料在低温环境下的物理特性,由此建立材料物理特性与温度的关系而实现的。目前研究和应用最多的低温温度计有电阻型温度计和二极管温度计,细分包括:铂电阻温度计[4～6],锗电阻温度计[7,8]和硅二极管温度计[9,10]等。铂金属易加工,有很好的物理化学稳定性,在国际实用温标ITS—90中将其作为13.803 3～429.748 5 K温区的标准温度计。但是,铂电阻温度计采用螺旋状的铂丝作为温度敏感元件,需要应用无应力封装技术,会导致传感器尺寸较大,响应速度慢等问题。锗电阻温度计被公认为二级标准温度计,在低温应用中具有很好的长期稳定性,但是锗电阻温度计具有磁电阻效应,不适用于磁场环境,通过适当掺杂,可以降低传感器的磁阻,但是工艺难度较大[11]。并且,锗晶体具有压电效应,也必须采用无应力封装技术,导致较大的封装尺寸。硅二极管温度计具有很好的互换性,但是测量精度有限,不适用于高精度测量。

基于以上原因,提出一种微机……