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閱讀：28發(fā)布時(shí)間：2025-1-25
為低溫實(shí)驗(yàn)選擇哪種低溫溫度傳感器的快速指南
正確的選擇低溫溫度傳感器可能很困難，尤其是對(duì)于次低溫實(shí)驗(yàn)。但是，不同的傳感器類型具有某些通用特性，可用于選擇正確的傳感器。
TR950 系列的硅二極管是 1.4 K 和 400 K 之間一般低溫應(yīng)用的。所有傳感器都是可更換的（它們遵循標(biāo)準(zhǔn)曲線），并提供各種設(shè)置的堅(jiān)固套件（見圖 1）。該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且具有成本效益。它們用于廣泛的低溫應(yīng)用，如低溫冷卻器、實(shí)驗(yàn)室低溫、低溫氣體生產(chǎn)和空間衛(wèi)星。鉑 RTD（電阻溫度檢測(cè)器）是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 (NIST) 也在 14 K 至 1235 K 范圍內(nèi)使用。它們遵循高達(dá) 30 K 的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)曲線，在整個(gè)帶寬內(nèi)具有良好的靈敏度。在較低溫度下，必須單獨(dú)校準(zhǔn) RTD。由于其出色的再現(xiàn)性，它們被用于許多精密測(cè)量。
鉑 RTD 具有有限的設(shè)計(jì)，具有成本效益并且只需要簡(jiǎn)單的儀器。它們廣泛用于液氮或更高溫度的應(yīng)用。
氧化釕 RTD 可用于 50 mK 及以下。它們的優(yōu)點(diǎn)是低磁阻和標(biāo)準(zhǔn)曲線。它們的溫度上限為 40 K（低溫傳感器在超過 2 K 的磁場(chǎng)中表現(xiàn)更好）。氧化釕 RTD 用于需要磁場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)曲線的應(yīng)用，如 MRI 系統(tǒng)。除鍺外，它們是可在 100 mK 以下使用的低溫溫度傳感器。GaAlAs 二極管在很寬的范圍內(nèi)（1.4 K 至 500 K）提供高靈敏度。它們非常適合中等磁場(chǎng)，并具有硅二極管的許多優(yōu)點(diǎn)。然而，由于它們不遵循任何標(biāo)準(zhǔn)曲線，因此通常硅二極管，除了中等磁場(chǎng)應(yīng)用。為后者選擇 低溫傳感器，因?yàn)樗鼈兛梢栽?100 mK 到 420 K 的范圍內(nèi)使用，并且在整個(gè)溫度范圍內(nèi)都具有很高的靈敏度。具有低磁阻，是磁場(chǎng)高達(dá) 30 T（溫度高于 2 K）的應(yīng)用的。此外，低溫傳感器可抵抗電離輻射。其他傳感器是熱元件和電容傳感器。然而，它們不太準(zhǔn)確，因此不太適合低溫實(shí)驗(yàn)。熱元件遵循標(biāo)準(zhǔn)曲線，可用于寬光譜范圍內(nèi)的惡劣環(huán)境。電容式傳感器非常適合作為強(qiáng)磁場(chǎng)中的控制傳感器，因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有磁場(chǎng)依賴性。具有低磁阻，是磁場(chǎng)高達(dá) 30 T（溫度高于 2 K）的應(yīng)用的。此外，低溫傳感器可抵抗電離輻射。其他傳感器是熱元件和電容傳感器。然而，它們不太準(zhǔn)確，因此不太適合低溫實(shí)驗(yàn)。熱元件遵循標(biāo)準(zhǔn)曲線，可用于寬光譜范圍內(nèi)的惡劣環(huán)境。電容式傳感器非常適合作為強(qiáng)磁場(chǎng)中的控制傳感器，因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有磁場(chǎng)依賴性。具有低磁阻，是磁場(chǎng)高達(dá) 30 T（溫度高于 2 K）的應(yīng)用的。此外，低溫傳感器可抵抗電離輻射。其他傳感器是熱元件和電容傳感器。然而，它們不太準(zhǔn)確，因此不太適合低溫實(shí)驗(yàn)。熱元件遵循標(biāo)準(zhǔn)曲線，可用于寬光譜范圍內(nèi)的惡劣環(huán)境。電容式傳感器非常適合作為強(qiáng)磁場(chǎng)中的控制傳感器，因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有磁場(chǎng)依賴性。熱元件遵循標(biāo)準(zhǔn)曲線，可用于寬光譜范圍內(nèi)的惡劣環(huán)境。電容式傳感器非常適合作為強(qiáng)磁場(chǎng)中的控制傳感器，因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有磁場(chǎng)依賴性。熱元件遵循標(biāo)準(zhǔn)曲線，可用于寬光譜范圍內(nèi)的惡劣環(huán)境。電容式傳感器非常適合作為強(qiáng)磁場(chǎng)中的控制傳感器，因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有磁場(chǎng)依賴性。
在熱循環(huán)期間，電容和溫度曲線會(huì)發(fā)生微小變化。我們建議使用其他低溫溫度傳感器測(cè)量零場(chǎng)中的溫度，并使用電容傳感器作為控制單元。
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