热辐射石英音叉温度传感器的研究

热辐射石英音叉温度传感器的研究
热辐射温度传感器就是利用红外技术进行非接触测温，经过近几年的改良和发展后，测量精度越来越高，能够更精确的测定温度的最大变化。

这主要归功于以下两个方面：首先，开发整合的一些热敏材料具有很大的可重复温度系数特性，对温度敏感，温度补偿效果好，能够作为测温原理加以利用；其次，研制的传感结构，敏感性越来越好，即使在低温情况下，也能测出温度的最大变化范围。

这就意味着热辐射温度传感器要朝着小型化和集成化发展，降低系统的热质量，提高抗干扰能力，增强稳定性，运用新原理、新结构、新材料，以实现微功耗、低成本、高可靠性等参数指标的提升。

本课题选用具有温敏特性的聚N-异丙基丙烯酰胺作为敏感元件，结合对相对温度不敏感的频率控制器件石英音叉谐振器，研制出一种低成本的热辐射石英音叉温度传感器。

首先介绍了石英晶体的压电效应和振动模式，并通过对各种切型的频温特性进行比较，确定选择切型；对聚N-异丙基丙烯酰胺的形状记忆原理进行研究分析，选择合适的晶振后，完成传感器的制作。

然后设计整体硬件结构：针对石英谐振器设计了一种工作在亚阈值区的晶体振荡电路；用D触发器设计差频电路，这两种电路均经过实验测定其稳定性能。

最后搭建整体实验系统，分别从静态特性和动态特性对其进行分析，得到了传感器的三阶频温特性曲线和热响应时间，最后对实验室的误差因素作出总结。