Lake Shore低温传感器应用研究

Lake Shore低温传感器是由美国Lake Shore公司生产，类型多，应用广，其可靠性以及测量精确度等都比较高，具有较突出的温度测量应用优势。本文以该公司DT 670低温传感器为例，从该低温传感器的测温原理以及特征、封装校准、安装等方面，对其在实际温度测量中的应用进行研究和分析。

【关键词】Lake Shore 低温传感器 温度测量 测温原理

在工业技术开发与应用领域中，低温测量技术是根据低温环境下物质特性的变化规律而开发研究和应用实现的一项技术方法，随着科学技术的不断发展提升，低温测量技术在空间以及高能物理、生物、军事等尖端科技领域中都有广泛应用。通常情况下，在进行温度环境的类型划分中，人们将低于120K的温度环境称为低温，将低于0.3K的温度环境称为超低温，在进行具体的温度测量中，通过多种测量实验验证，低温传感器由于本身的结构简单并且使用方便、进行温度测量的准确性比较高等优势，在低温环境下的温度测量应用中应用比较广泛并且普遍。本文将在对于Lake Shore低温传感器的主要应用类型分析基础上，以DT 670低温传感器为例，从测温原理以及封装校准、安装等方面，对其在实际中的应用进行研究分析，以促进该低温传感器在实际中的推广应用。

1 Lake Shore低温传感器的主要类型与特征分析

Lake Shore低温传感器是指由美国Lake Shore公司所生产制造的低温传感器设备，其在实际应用中的设备种类不仅比较多，并且温度测量的准确度以及可靠性、精确度等都比较突出，温度测量应用的范围也比较广。

Lake Shore低温传感器主要包括二极管以及正/负前温度系数、热电偶和电容温度计等多种低温传感器类型。其中，二极管低温传感器主要有硅二极管和砷化镓二极管两种低温传感器种类，其测量范围都在1.4K到500K之间，在实际应用中温度测量性能相对一般。其次，负温度系数的低温传感器主要有陶瓷电阻传感器以及锗电阻传感器、碳玻璃电阻传感器等不同类型，不同种类的负温度系数传感器在实际温度测量应用中的适用范围也有不同，其中，陶瓷电阻传感器以及氧化钌电阻传感器、碳玻璃电阻传感器的测量性能相对较好，而锗电阻传感器在实际测量中的应用相对比较少。再次，实际温度测量中所应用的正温度系数低温传感器主要有铂电阻低温传感器和铑铁低温传感器两种类型，其测量范围分别为14K-873K和0.65K-500K，在实际温度测量中性能相对较一般。最后，Lake Shore低温传感器还包括电容以及热电偶低温传感器等类型，其在实际测量应用中的测量范围以及性能也各不相同。下文将以二极管Lake Shore低温传感器中的DT670低温传感器为例，对其在实际中的测量应用进行研究分析。

2 DT 670低温传感器的应用研究

DT670低温传感器是一种二极管低温传感器。在实际温度测量应用中，DT670低温传感器主要是结合二极管PN结的正向压降和温度变化之间的关系进行生产制造的，并且DT670低温传感器的内部特性和四线精确测量设计特征，能够对于低温测量中热应力以及馈源升降等造成的机械振动引起的测量灵敏度变化进行很好的克服控制，具有较为突出的低温测量应用优势。此外，在DT670低温传感器的测量范围之内，如果温度测量的磁场强度在5T以上时，也会对于传感器性能以及测量结果造成影响，不宜进行测量应用。总之，DT670低温传感器工业低温测量中的适用性相对较强，并且具有能够实现芯片级产品制造实现以及在8K-20K测量范围内的IV特性比较温度、比铂电阻的低温测量互换性突出等作用优势，使得其在工业低温环境中的测量应用相对比较广泛，图1为DT670低温传感器的四线测量原理示意图。

在实际温度测量应用中，DT670低温传感器的封装样式相对比较多，主要通过镀金铜引线进行散热，在不同的封装样式中，DT670低温传感器的安装固定形式也不相同，主要有弹簧卡以及焊接、螺栓、孔插入、压力密封等多种安装固定形式。其中SD封装是DT670低温传感器进行工业低温测量应用的最为坚固的封装方式，对其温度测量应用性能有很好的保障。

3 结束语

Lake Shore低温传感器与其他低温传感器相比，不仅种类较多，其测量应用的精确度以及可靠性都相对比较突出，进行Lake Shore低温传感器的应用研究和分析，有利于促进其在实际测量中的推广应用。

参考文献

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作者简介

朱芸（1982-），女，湖北省武汉市人。硕士学位。研究方向为机电一体化、电子与电气工程。

作者单位

武汉软件工程职业学院 湖北省武汉市 430205