提高电阻温度检测器的稳定性制造技术

在本公开的特定实施例中，公开了一种用于提高电阻温度检测器(RTD)的稳定性的装置。在该特定实施例中，该装置包括具有外壳的RTD，该外壳围绕沉积在衬底上的电阻曲折结构。RTD还包括下拉电阻器。电阻曲折结构的第一端被配置为耦合到正电源。电阻曲折结构的第二端耦合到下拉电阻器的第一端。下拉电阻器的第二端耦合到地。RTD的外壳也耦合到地。RTD的外壳也耦合到地。RTD的外壳也耦合到地。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提高电阻温度检测器的稳定性


[0001]本公开涉及电路，并且更具体地涉及用于提高电阻温度检测器的稳定性的装置和方法。

技术介绍

[0002]电阻温度检测器(RTD)(也称为电阻温度计)是一种无源电路元件，其电阻以可预测的方式随着温度升高而增加。传统的RTD包括非导电圆柱体，其感测元件由被包裹起来以形成精确的电阻值的导电材料(例如铜线或镍线)构成。测量电路可以连接到导线以通过将电阻转换为电压来测量感测元件的电阻变化。
[0003]RTD始终提供准确读数的可靠性是RTD在相同条件下随时间变化保持相同电阻与温度关系的能力的函数。RTD的电阻与温度关系的漂移或变化可能会受到许多因素的影响，其中一些是特定于配置的。在上面讨论的传统RTD类型中，感测元件的线圈可能容易受到冲击或振动的影响，这可能会通过移动线圈相对于彼此的位置来改变线圈的电阻。用绝缘屏障(例如熔融玻璃或陶瓷胶合剂)涂覆此类RTD可减少线圈的移动，但热膨胀系数的差异仍可能导致此类RTD易于发生应力引起的电阻变化。
[0004]最近，已使用沉积在陶瓷衬底上的电阻材料(例如铂或镍
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铁金属)薄层(也称为电阻曲折结构(resistive meander))制造RTD。这种类型的薄膜结构导致在更小的面积上使用更少的金属，这使得这些RTD比传统的绕线RTD更小、更便宜且响应速度更快。然而，薄膜RTD的稳定性或漂移可能会受到生产或使用期间对电阻曲折结构的污染的影响。例如，如果薄膜RTD的电阻曲折结构被部分导电的异物污染，则异物可能具有与电阻曲折结构材料不同的电阻温度系数(TCR)。在此示例中，随着温度的变化，电阻曲折结构的电阻将改变与异物电阻不同的量，从而导致RTD漂移。此外，异物可能会通过提供替代传导路径来降低RTD感测元件的电阻，从而进一步影响漂移。
[0005]为了保护电阻曲折结构免受污染，薄膜RTD制造商通常在电阻曲折结构上方应用具有电绝缘屏障材料(例如玻璃)的钝化层。然而，在某些RTD应用中，这种类型的机械屏障可能无法充分保护电阻曲折结构免受污染，这导致一些外来原子在电阻曲折结构上积累，并且导致RTD随着时间的变化在相同条件下保持相同的电阻与温度关系的能力发生不可接受的变化。

技术实现思路

[0006]在本公开的特定实施例中，公开了一种用于提高电阻温度检测器(RTD)的稳定性的装置。在该特定实施例中，该装置包括具有外壳的RTD，该外壳围绕沉积在衬底上的电阻曲折结构。RTD还包括下拉电阻器。电阻曲折结构的第一端被配置为耦合到正电源。电阻曲折结构的第二端耦合到下拉电阻器的第一端。下拉电阻器的第二端耦合到地。RTD的外壳也耦合到地。在向电阻曲折结构的第一端供电的该装置的操作期间，由于电阻曲折结构的第二端耦合到下拉电阻器的第一端，电阻曲折结构的第二端的电压电势高于RTD的外壳。
[0007]其中电阻曲折结构的电压电势高于RTD的外壳的RTD装置的一个优点是具有正电荷的异物将远离电阻曲折结构并移向具有较低电荷的对象，例如地和RTD的外壳。如上所述，异物可能会影响电阻曲折结构两端的电压电势的测量，从而影响RTD随着时间变化在相同条件下保持相同电阻与温度关系的能力。因此，防止异物污染RTD的电阻曲折结构的装置提高了RTD的稳定性并且是优于现有技术的优势。
[0008]本公开前述的和其他的目的、特征以及其他优点将通过以下对如附图所示的本公开的示例性实施例的更具体描述而变得明显，其中相同的附图标记通常表示本公开的示例性实施例的相同部分。
附图说明
[0009]为了使所公开的技术所属领域的普通技术人员更容易理解如何制作和使用所公开的技术，可以参考以下附图。
[0010]图1是根据本公开的至少一个实施例的用于提高电阻温度检测器(RTD)的稳定性的装置的框图。
[0011]图2是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的装置的框图。
[0012]图3是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的装置的框图。
[0013]图4是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的装置的框图。
[0014]图5A是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的装置的框图。
[0015]图5B是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的装置(500)的框图。
[0016]图6是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的装置的等距视图。
[0017]图7是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的装置的等距视图。
[0018]图8是示出根据本公开的至少一个实施例的考虑到电阻温度系数(TCR)的RTD装置的性能的曲线图。
[0019]图9是示出根据本公开的至少一个实施例的考虑到温度读数的RTD装置的性能的曲线图。
[0020]图10是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的方法的流程图。
[0021]图11是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的方法的流程图。
[0022]图12是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的方法的流程图。
[0023]图13是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD的稳定性的方法的流程图。
具体实施方式
[0024]本公开描述了用于提高电阻温度检测器(RTD)的稳定性的装置和方法。如上所述，RTD的温度电阻关系中的稳定性或漂移可能会受到RTD的生产或使用期间对RTD的电阻曲折结构的污染的影响。漂移的另一个常见原因是由于绝缘体的低电阻。如下文将详细描述的，根据本公开的实施例，具有RTD的装置可配置有下拉电阻器，使得当向装置提供电力时，电阻曲折结构的电压电势高于RTD的外壳。由于RTD的电阻曲折结构的电压电势高于RTD的外壳，因此带有正电荷的异物(例如钠离子)将远离电阻曲折结构并移向具有较低电荷的对象，例如地和RTD的外壳。如上所述，异物可能会影响电阻曲折结构两端的电压电势的测量，
从而影响RTD在相同条件下随时间变化保持相同电阻与温度关系的能力。因此，防止异物污染RTD的电阻曲折结构的装置提高了RTD的稳定性并且是优于现有技术的优势。
[0025]通过结合阐述本专利技术代表性实施例的附图对某些实施例的以下详细描述，本文公开的装置和方法的其他优点和其他特征对本领域普通技术人员将变得更加明显。在此使用相同的附图标记来表示相同的部件。
[0026]图1是根据本公开的至少一个实施例的用于提高RTD(102)的稳定性的装置(100)的框图。在图1的示例中，RTD(102)具有围绕沉积在衬底(118)上的电阻曲折结构(112)的外壳(110)。如上所述，RTD可以通过多种方法制造。为了在薄膜RTD上创建电阻曲折结构，可以将电阻材料沉积在衬底上，然后激光修整到所需的参考电阻。用于电阻曲折结构的电阻材料的示例包括但不限于铂、镍、铜和镍/铁。
[0027]RTD(102)还包括下拉电阻器(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提高电阻温度检测器(RTD)的稳定性的装置，所述装置包括：下拉电阻器，所述下拉电阻器的第一端用于耦合至地；和RTD，所述RTD包括外壳，所述外壳围绕沉积在衬底上的电阻曲折结构，所述电阻曲折结构具有耦合到正电源的第一端和耦合到所述下拉电阻器的第二端的第二端。2.如权利要求1所述的装置，还包括：所述正电源和所述地，所述正电源耦合到所述电阻曲折结构的第一端，所述地耦合到所述外壳和所述下拉电阻器的第一端。3.如权利要求2所述的装置，其中在所述正电源向所述电阻曲折结构的第一端供电的操作期间，所述电阻曲折结构的第二端具有比所述RTD的外壳更高的电压电势。4.如权利要求2所述的装置，其中在所述正电源向所述电阻曲折结构的第一端供电的操作期间，所述电阻曲折结构的第一端具有比所述RTD的外壳更高的电压电势。5.如权利要求2所述的装置，还包括：测量电路，所述测量电路耦合到所述电阻曲折结构的第一端和所述电阻曲折结构第二端。6.如权利要求5所述的装置，其中，所述测量电路被配置为确定所述电阻曲折结构的第一端和第二端之间的电压差。7.如权利要求6所述的装置，还包括：控制器，所述控制器耦合到所述测量电路，其中所述控制器被配置为基于所述电阻曲折结构的第一端和第二端之间的所述电压差来确定正由所述RTD测量的温度。8.如权利要求1所述的装置，还包括：上拉电阻器，所述上拉电阻器具有第一端和第二端，所述上拉电阻器的第一端用于耦合到所述正电源，所述上拉电阻器的第二端耦合到所述电阻曲折结构的第一端，使得所述电阻曲折结构的第一端被配置用于通过所述上拉电阻器耦合到所述正电源。9.如权利要求8所述的装置，还包括：所述正电源和所述地，所述正电源耦合到所述上拉电阻器的第一端，所述地耦合到所述外壳和所述下拉电阻器的第一端。10.如权利要求9所述的装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉，
申请(专利权)人：森萨塔电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：