Терморезистор

СОЮЗ СОВЕТСКИХЙОИЦЪППНЕСЮПРЕСПУБЛИК С 01 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ТВ фас 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(71) Витебское отделение ИнститутаФизики твердого тела и полупровод"ников АН Белорусской ССР(56) 1. Линевег Ф. Измерение температуры в технике. Справочник. М.,Металлургия, 1980,с.135-136,рис. 379,2. Бугаев А.А.,Захарченя Б,П.Чудновский Ф.А. Фазовый переходметалла - полупроводник и его применение, Л., ффНаука, 1979,с,157160, рис. 94 (прототип),(54) (57 1.ТЕРМОРЕЗИСТОР, содержащий термочувствительный элемент, выполненный из ЧОр , размещенный на подложке и снабженный электродами,соединенньии с токоподводами, о тл и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью расыирения диапазона измеряемых температур, в термочувствительный элемент введена добавка НЬ , распре деленная в обьеме термочувствителького элемента с плавным изменением концентрации в плоскости размещения электродов в направлении, перпендикулярном к линии, соединяющей их центры.2. Терморезистор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что концентра- ЕЯ ция добавки изменяется в пределах 0,1-8,9 молЛ, 103708410 15 20 Изобретение относится к термометрии, а именно к конструкциям термо-резисторон,Известен полупроводниковый датчик( 1 термометра сопротивления,содержащий термочунствительный элемент и выводы,с помощью которого можно измерять температуру в интервале 50 - 180 ОСОднако указанный термометр обладает сравнительно невысокой чувствительностью.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсятерморезистор 23 , содержащий термочувствительный элемент, выполненныйиз ЧО , размещенный на подложкеи снабженный электродами, соединенными с токоподнодами, Характернымсвойством указанного материала(ЧО), которое положено в основу работы терморезистора, является наличие Фазового перехода металл - полупроводник, сопровождающегося резким изменением электросопротивления(скачком),Терморезистор, изготовленный наоснове окислон ванадия, обладаетрядом преимуществ, а именно: большой чувствительностью (проводимостьЧО, при Фазовом переходе изменяется ь 10 раз), высокой надежностью,5Недостатком указанного терморезиатора (с термочувстнительным элементом на основе окислов ванадия)является узкий диапазон измеряемыхтемператур, как правило, лежащий впределах 10 С, Это объясняется тем,что значение температуры срабатывания терморезистора соответствуетзначению температуры фазового перехода в материале термочувстнительного элемента, который происходит вовсем объеме материала одновременновследствие его однородности. При этом.электросопротивление также изменяется но всем объеме элемента одновременно,Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых температур.Укаэанная цель достигается тем,что в термочувстнительный элементвведена добавка ИЬ, распределеннаяв объеме термочувствительного элемента с плавным изменением концентрации н плоскости. размещения электродов н направлении, перпендикулярномк линии, соединяющей их центры.Кроме того, концентрация добавки изменяется в пределах 01-8,9мол. Ъ.На Фиг. 1 представлен предлагаемый терморезистор, вид сбоку; на:,Фиг, 2 - то же, вид снерху; наФиг. 3 - график концентрации примеси (КЬ) в объеме чувствительногоэлемента,. Терморезистор содержит термочунствительный элемент 1, электроды 2, подложку 3, токоподводы 4, Концентрация примеси изменяется н направлении,перпендикулярном к направлению электрического тока 1, протекающего через терморезистор, или, что все равно, в плоскости размещения электродов в направлении, перпендикулярном линии соединяющей их центры.Терморезистор имеет более широкийдиапазон измеряемых температур по сравнению с известным, Это связанос тем, что, по мере изменения температуры, переход в новую (металлическую или неметаллическую) фазу происходит не по всему объему материалаодновременно, а плавно: первоначально образуется тонкий слой новой фазы, который затем постепенно утолщается с изменением температуры,заполняя весь объем, Благодаря этому в терморезисторах, изготовленных на основе таких материалов изменение сопротивления в зависимостиот температуры происходит не резкимскачком в узком температурном интервале, а плавно в более широкомдиапазоне температур.Указанное свойство терморезисто-ра объясняется наличием зависимости температуры Фазового переходаот концентрации добавки и наличиемградиента этой концентрации в объеме элемента.Выбор в конкретном случае миниЗ 5 мально возможного значения концентрации добавки ниобия (0,1 мол.Ъ)определяется чувствительностью метода микрорентгеноспектральногоанализа, позволяющего определять40 концентрацию. Выбор максимальйо возможного значения (8 9 мол.Ъ) связан с появлением в материале элемента новой неметаллической фазы привозрастании концентрации,ниобия ныше указанного предела, что ведет кнарушению нормальной работы терморезистора,П р и м е р , На стеклянной подложке формируют методом вакуумногонапыления резистивную пленку соединения Ч ИЬ О(где Х - концентра-,ция добавки, мол.Ъ) толщиной 2000 Ав виде прямоугольника размерами 10 хх 15 мм. Градиент концентгации на;правлен вдоль короткой стороны прямоугольника, Концентрация изменяет,ся равномерно от 0; 1 мол.Ъ у краяодной длинной стороны ,цо 8,9 мол.Ву края противоположной стороны,Покраям коротких сторон пленочного пря60 моугольника Формируют тем же методомалюминиевые электроды, Выполненный,таким образом терморезистор позволяет измерять температуру от 339 К,чтосротнетствует концентрации добавки65 0,1 мол.Ъ, до 249 К,что соответствует,1037084 П; Юф,4,Составитель Г.МухинаРедактор Н.Лазаренко Техред М.Костик Корректор А.Зимокосов Заказ 5992/42 Тираж 873 ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Филиал 11 ПП Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 концентрации добавки . 8,9 мол.В, При этом сопротивление термореэистора изменяется по-прежнему на несколько порядков При сохранении высоких значений 5 чувствительности значительно возрастает диапазон измеряемых температур, ,.в частности, в термореэисторе, выполненном на основеМЬ 0(0,001-.ХФ 0,089), ширина диапазона измеряе мых температур возрастает приблизи+ тельно в 9 раэ по сравнению с изгеСтным термореэистором. Термочувствительный элемент термореэистора может содержать в качестве добавки вместо ЫЬ другие вещества, например хром, вольфрам (Сг,Н). Кроме того., в качестве материала термочувствительного элемента может .быть использована, например, полутораокись ванадия ЯОс примесью титана Ц (проводимость 90 при ,фазовым переходе изменяется в 10 ф раз .Таким образом, изобретение поз- воляет расширить диапазон измеряемых температур при сохранении высокой чувствительности.