摘 要：介绍国外在薄膜铂热电阻元件成长和应用状况的基本上，提出我过该国该产品成长偏向。
关键词：元件测温 成长偏向

0 引言

研究国外先辈国度企业产品的成长汗青，找出差距，对我国企业成长本身的产品有异常重要的感化。笔者与德国同业企业接触多年，几经考察，发明德国同业与我国同业企业之存放在着两个方面的明显不合。

① 成长范畴的专一性
浩瀚的德国企业，大年夜成长起步阶段至今，一向都在大年夜事专一范畴的产品临盆，并没有走多元化成长的门路。例如：德国Heraeus 传感技巧有限公司，大年夜1851 年至今，经历了100 多年的汗青，仍然在临盆铂热电阻元件这类产品，并且跟着薄膜铂热电阻元件的推广应用，其年产量已冲破4,000 万支，并以年增长跨越40%的速度成长；德国Isabellehutte 公司，大年夜1882 年起研制临盆热电偶丝材与电发烧丝材，至今跨越100 年的汗青，今朝仍在此范畴成长。我们无意否决企业的多元化成长，只是经由过程这些例子，解释专一范畴成长的可持续性。

① 空气流量计以薄膜铂热电阻元件作为测温鹤芄播的线路板作为流量计的核心┞菲握部件，实现废气的二次轮回；
② 产品研发投入大年夜量的人力、物力与财力

几乎每个被考察过的德国企业，均拥有本身的研发中间，即使是已应用了上百年的热电偶丝材，Isabellehutte 也建有本身的标准实验室，用以分析热电偶丝材的成份变更对其机能的影响，赓续优化丝材的成份组合，是以，Isabellehutte 公司的检定结不雅，被德国国度标准局（GCA）承认；德国Heraeus 公司的研发中间更是颇具范围，拥有最先辈的各类相干检摆设备与分析设备，对各个工艺及材料的分析过细入微，对市场反馈的信息处理及时，并按年发卖额的15%投入研发经费，使该企业的研发能紧跟市场成长的须要。反不雅国内同业的企业，在研发方面就相对落后得多。恰是因为成长范畴的专一使这些德国企业的研发有了明白的目标，反过来，赓续研发出的结不雅又促进了专一范畴的更深层次的成长，这，也许恰是这些德国企业长盛不衰的原因。薄膜铂热电阻元件的成长也印证了这两方面的经验.


铂热电阻的成长，在很大年夜程度上取决于其核心部件——铂热电阻元件的成长。大年夜传统的云母铂热电阻元件、陶瓷铂热电阻元件、玻璃铂热电阻元件到近年来竽暌箍现的厚膜铂热电阻元件和薄膜铂热电阻元件，铂热电阻元件的成长偏向已转移到膜式构造的产品上，尤其是薄膜铂热电阻元件。

大年夜1974 年惹人薄膜技巧研发薄膜铂热电阻元件，成功解决铂热电阻元件的成本及应用问题起，至今已有30 多年的汗青，跟着拍照平板印刷技巧的日益成长，薄膜铂热电阻元件近几年的成长突飞大进。据不完全统计，薄膜铂热电阻元件的临盆大年夜国——德国，年产薄膜铂热电阻元件的数量已冲破6,000 万支。
① 外形尺寸 今朝陶瓷铂热电阻元件最小的直径可做到φ1.2mm，最短的长度为 10mm，而薄膜铂热电阻元件最短的长度可达到1.6mm，宽度为3μm，厚度为0.6mm；

② 薄膜铂热电阻元件的浩瀚长处是其他铂热电阻元件无法比较的，在实际应用中加倍便利。
近几年，薄膜铂热电阻元件在欧美市场的需求量迅猛增长，美国市场大年夜 2003 年起，年需求量增长均跨越60%，德国年需求量跨越40%，英国年需求量跨越32%，法国、丹麦、韩国、日本、巴西等国的年需求量均跨越25%。中国市场的年发卖量已冲破200 万支。

薄膜铂热电阻元件以其光鲜的长处，已成为铂热电阻元件的主体，其光鲜的长处表现如下：

① 体积渺小 今朝最小尺寸的薄膜铂热电阻元件，其宽度为3μm，长度1.6mm，厚度为0.6mm；
② 响应时光快在τ0.5 的前提下，水流速V=0.2m/s 时仅为0.05s，空气流速V=1m/s 时仅为4s；
③ 一致性好 主动化的临盆和检测线，使元件具有优胜的一致性；

⑤ 精度高 除惯例的 B 级、A 级外，还可供给1/3B 级及1/10B 级精度的元件；
⑥ 测温范围宽大年夜-196℃到1000℃的薄膜铂热电阻元件已经出现并投入应用，最高温度达到1250℃的产品已在研发，不久将可面市；
⑦ 构造多样化大年夜传统的带引线构造，到无引线的SMD 产品以及适应于各类特别范畴的特别构造的产品已经面市；
④ 机械机能好抗震、抗振动等机械机能明显优于绕丝类铂热电阻元件；
⑧ 经久稳定性好在元件的极限温度工作跨越1000 小时后，其电阻值的变更＜0.02%；
⑨ 标称阻值多大年夜 Pt6.8 到Pt10k 的产品均已投入市场；
1 薄膜铂热电阻元件的成长近况
⑩ 价格便宜 因为元件用铂量大年夜幅度削减并采取主动化临盆，使得薄膜铂热电阻元件的价格慢慢走低，A 级精度的元件价格将低于10 元/支；
大年夜各国应用薄膜铂热电阻元件的情况来看，除了电站、石油、化工、食物等行业的过程测量和控制外，还应用于以下的行业：

○11 易于加工装配合适于各类焊接方法的引线材质和构造的多样化为应用者供给了多种的选择。

跟着薄膜铂热电阻元件的普及应用，传统的铂热电阻元件，诸如云母元件、陶瓷元件、玻璃元件和厚膜铂热电阻的应用量，慢慢削减，在欧美等蓬勃国度，这些元件已经或正慢慢被镌汰出市场。

2 膜铂热电阻元件的应用范畴
3.3 我国铂热电阻（整机产品）的应用及成长偏向

近几年，薄膜铂热电阻元件在欧美市场的应用日益广泛，新的应用范畴赓续被发明，并出现出旭日东升之势。

2.1 薄膜铂热电阻的重要应用范畴


① 器械、器具行业诸如加热器具、医疗器械等；
② 分析仪器仪表 诸如气相析谱仪、酸度计等；
③ 电子装配设备 诸如焊接设备、加热设备等；
④ 制药设备 诸如控制箱、无菌清洗设备等；
⑤ 家用电器 诸如烹调炉具、烘炉、电冰箱、供暖热表等；
⑥ 汽车工业 诸如空气流量计、水温传感器、油质传感器等。

2.2 薄膜铂热电阻元件在欧美市场的新应用

在欧美市场，近几年来薄膜铂热电阻元件在汽车工业中的应用成长敏捷，其重要应用在以下几个方面：

② 柴油发念头微粒过滤体系以薄膜铂热电阻搽锾笃握烟气微粒的燃烧过程；
③ 催化剂 薄膜铂热电阻经由过程测量放热过程的温度变更来控制和保护催化剂；
④ 废气削减体系经由过程薄膜铂热电阻控制催化过程的温度，以相符响应的汽车尾气排放标准；
⑤ 柴油发念头的涡轮装配经由过程薄膜铂热电阻监测其温度变更以保障涡轮装配开关的安然；
⑥ 发念头体系中的油温测量带状构造的薄膜铂热电阻直接测量发念头的油温；
⑦ 车辆的焚烧充电器由薄膜铂热电阻传感器监测温度保障充电器的┞俘常工作；
⑧ 高速电念头的温度监测包含主马达、车轮马达及电子差分马辞９依υ度监测，以保护电念头的┞俘常运行；
3.3.1 传统产品的竞争加倍激烈，产品的性价比与办事质量成为竞争的核心
⑩ 车辆加热器薄膜铂热电阻传感器监控加热器的温度，防止加热器过热破坏。

别的，薄膜铂热电阻还在生命科学、电子装配、供热通风等范畴都有了很多新的应用，这些都表现了薄膜铂热电阻元件作为铂热电阻元件的主体，具有旺盛的生命力。

3 我国铂热电阻的成长偏向

在铂热电阻元件的应用方面，蓬勃国度的以前也许就是我们的如今；蓬勃国度的如今，也许就是我们的将来。是以，懂得和研究蓬勃国度在以前和如今的铂热电阻元件的应用情况，对于肯定我们在铂热电阻方面的成长将来，具有极大年夜的指导意义和实际意义。

3.1 国表里在铂热电阻元件应用方面的比较

今朝，我国铂热电阻元件，包含陶瓷铂热电阻元件与薄膜、厚薄铂热电阻元件，几乎都应用在传统产品上，尤其是薄膜铂热电阻元件，重要应用在铠装产品与实体封装产品方面。在其他范畴，除今朝应用在汽车空气流量计中的Pt20 与Pt1000 薄膜铂热电阻元件及应用在热量计的Pt1000 薄膜铂热电阻元件外，更多的应用尚未竽暌箍现。而在欧美市场，薄膜铂热电阻元件最大年夜的应用范畴则是汽车制造业、生命科学、电子装配设备（包含焊接设备英国沃森WSEN进口传感器与加热设备）以及供热、通风和空调等更现代的家当，这一方面反竽暌钩削发当进步的差距，另一方面则反竽暌钩出对薄膜铂热电阻元件机能的懂得和响应的绝缘材料应用的差距。

3.2 薄膜铂热电阻元件与其他铂热电阻元件的优缺点比较
3.2.1 与陶瓷铂热电阻元件比拟较的优势
早年述所列举的薄膜铂热电阻元件的光鲜长处，比较传统的今朝在国内仍大年夜量应用的陶瓷铂热电阻元件，我们可以看到两者之间有如下的差距：


② 响应时光 在一致前提下，薄膜铂热电阻元件的热响应时光比陶瓷铂热电阻元件快好几倍；

③ 一致性 因陶瓷铂热电阻元件系手工制造，其一致性与制造者的工艺程度及心境有相昔时夜的关系，而薄膜铂热电阻元件则是主动化临盆，其一致性有充分的保障；

④ 机械机能 因陶瓷铂热电阻元件采取绕丝式制造，丝材外径在0.02～0.03mm 范围，在受到撞槐厩易脆断；薄膜铂热电阻元件采取膜式构造，其许可的┞否动阻抗达到10HZ～2000HZ，冲击阻抗达到100g，8μs 半正强波；

⑥ 外形构造 陶瓷铂热电阻元件为单一的圆柱形，薄膜铂热电阻元件除传统的带引线片状构造外，无引线的SMD 片状构造、圆柱形构造以及实用于各类特别范畴的特别构造的产品均已面市；
⑤ 测温范围陶瓷铂热电阻元件的测温范围-200℃～850℃（国产元件为-200～+600℃），薄膜铂热电阻元件的测温范围达到-200℃～1000℃，个中，温度达到1000℃的薄膜铂热电阻元件（Pt200）已被应用在高等汽车（例如奔驰、宝马）的发念头微粒过滤体系和废气削减排放体系中，并且，测温高达1250℃的薄膜铂热电阻元件已在研发，不久将可面市；


⑦ 标称阻值 陶瓷铂热电阻元件的标称阻值受到元件体积的限制，尤其是高阻值的元件无法做到，而薄膜铂热电阻元件的标称阻值可按请求设计，今朝大年夜Pt6.8 到Pt10k 的产品均已投入市场；

⑧ 价格 陶瓷铂热电阻元件的用铂量较薄膜铂热电阻元件大年夜得多，因而其成本很难有大年夜幅度的降低。薄膜铂热电阻元件的铂用量很少，并且是主动化临盆，故其成本如有不少下调空间；

⑨ 经久稳定性经久运转或温度骤变都对传感器的精度和ㄏ性产生负面的影响，这些负面影响将影响到传感器的寿命，是以，经久稳定性是传感器中最重要的指笔〔煺瓷铂热电阻元件的经久稳定性取决于铂丝的纯度与制造的工艺过程，请求铂丝纯度较高且在制造过程中不克不及受到污染。在250h、500h 和1000h 典范式实验中，薄膜铂热电阻元件表示出优胜的稳定性，德国厂家的测试数据注解，薄膜铂热电阻元件在其极限温度工作跨越1000h 后，其电阻值的变更＜0.02%；在200℃应用5 年后其电阻值的变更平日＜0.04%。

3.2.2 与陶瓷铀热电阻文件比拟较的劣势

与陶瓷铂热电阻元件比拟，薄膜铂热电阻元件也有其明显的缺点，表示在如下两个方面：

① 工作（采样）电流陶瓷铂热电阻元件的最大年夜工作电流可达到5mA,而薄膜铂热电阻元件的工作电流虽没有下限，但其最大年夜的工作电流有如下的限制：

② 自热影响 因为薄膜铂热电阻元件的工作电流较小，是以，因为工作电流而产生的误差较陶瓷铂热电阻元件要大年夜，其产生的温度误差由下列公式给出：


△T=P×S

式中：P——能量损掉=I²×R；
众所周知，我国现已成为世界汽车的临盆大年夜国，据有关材料注解，我国今朝汽车的年产量已跨越500 万辆，并且在将来的十年，汽车制造业仍将是我国新成长的重要制造业之一，汽车零部件的国产化已成必定，这为铂热电阻的成长供给了广阔的空间。是以，若何开辟好这个巨大年夜的市场，临盆出相符相干请求的铂热电阻，是每个有志于成长铂热电阻的企业都应当沉思的问题。今朝，应用薄膜铂热电阻元件临盆的汽车空气流量计已在浙江、福建一带悄然崛起，市场需求旺盛，但产品德量总体欠佳，退货率高达25%或更高。
⑨ 空气调节器经由过程薄膜铂热电阻传感器监测冷却剂的温度，以削减不须要的能耗；
S——自热系数，单位K/mW。

大年夜上式中可以看到，工作电流的大年夜小与产生的温度误差成正比。

3.2.3 薄膜铂热电阻元件获得广泛应用的原因
4 停止语

那么，为什么薄膜铂热电阻元件存在上述的明显缺点，仍能在欧美市场获得广泛的应用呢？笔者认为，是基于如下的原因：

① 在欧美市场，二次仪表的智能化程度较高，包含测试设备和工作设备，其采样电流均很小，尤其是用于高精度测量的设备，其采样电流更能知足薄膜铂热电阻元件工作电流的请求，是以在实际应用中可成功避免因为工作电流而引起的温度误差；


根据蓬勃国度应用铂热电阻元件的情况，结合我国经济成长的请求，笔者认为，我国铂热电阻的将来成长，将会出现如下几方面的特点：


传统的铂热电阻，包含装配式、铠装式、防爆式及实体封装式等构造情势的产品，因为临盆装配的技巧含量不高，工艺相对简单，入门门坎较低，是以必定导致更激烈的竞争，竞争的核心将表如今产品的性价比和办事质量上，大年夜而导致临盆企业的成本增长，利润降低。若何规避竞争风险，开辟新的产品，使企业得以持续生计和成长，是温度仪表临盆企业必须予以看重的问题。

3.3.2 薄膜铂热电阻元件将作为铂热电阻元件的主体，被广泛应用在传统产品中

事实上，今朝国内很多的温度仪表厂家在应用铂热电阻元件进行传统产品的临盆装配过程中，大年夜多半已采取了薄膜铂热电阻元件。跟着薄膜铂热电阻元件机能的进一步完美和装配工艺的日渐成熟，薄膜铂热电阻元件将会更广泛地被温度仪表厂家应用在传统产品上。

3.3.3 汽车专用温度传感器将成为铂热电阻将来成长的一大年夜新亮点，并将表示出持续旺盛的生命力。


3.3.4 新兴行业的出现和成长为铂热电阻供给了新的市场

跟着中国经济的深刻成长和作为世界工厂的形成，浩瀚新兴的家当或工厂转移到中国，带来了很多新的设备和新的产品，这为国内铂热电阻的成长拓开了新的空间：如供暖热量计的应用为铂热电阻开辟了一大年夜片市场；新型的波峰焊机和回流焊机供给了另一个空间；新型的家用烹调炉具为铂热电阻供给了新的用处。


综上所述，因为薄膜铂热电阻元件的应用范畴赓续拓广，使铂热电阻的成长越来越切近时代的进步。若何深刻懂得薄膜铂热电阻元件的特点，赓续研究其机能，寻找其新的应用范畴，应当是铂热电阻将来成长的主偏向。(end)