[发明专利]一种卧式长度伸缩模石英温度传感器

说明书

本发明涉及石英温度传感器技术领域，具体涉及一种卧式长度伸缩模石英温度传感器，包括卧式金属封装壳体和长度伸缩模石英热敏谐振器，其中，长度伸缩模石英热敏谐振器包括有热敏谐振器主体、第一石英安装柱和第二石英安装柱，热敏谐振器主体的左、右两侧分别设有对应安装所述第一石英安装柱和第二石英安装柱的第一安装通孔和第二安装通孔，热敏谐振器主体包括有长度伸缩振动臂、石英外框、第一桥式连接振动梁和第二桥式连接振动梁。本发明提供的一种卧式长度伸缩模石英温度传感器，可以宽温区工作、体积小、抗干扰能力强，温度分辨率高、精度高、准确度佳，响应速度快、功耗低、重复性好，长期稳定性优。

技术领域

本发明涉及石英温度传感器技术领域，具体涉及一种卧式长度伸缩模石英温度传感器。

背景技术

谐振式石英温度传感器是一种新颖的数字传感器，它以高准确度、高稳定、超高分辨率等优良特性而闻名。其工作机制是“谐振”，不是靠分子热运动产生的“电阻”、“电动势”，因此它即使在超低温时仍然具有高性能，尤其是它的高分辨率、高精度、高稳定和耐恶劣环境工作能力颇受青睐。目前谐振式石英温度传感器大致有两大类：

1、采用厚度切变模的高频谐振式石英温度传感器，例如本申请发明人之一的中国发明专利CN100554900C、CN100555840C、CN1162691C等。

2、谐振式石英音叉温度传感器，例如本申请发明人之一的中国专利CN111238676B、CN201314848Y以及Lin Jiang,Fan Ja-ling,Zhang bin-hua et al的论文:Low-cost high-performance quartz tuning-fork temperature sensor] [C]ICECM-ICSA’95 Proceedings of International Conference on Electronic Components,Sensors and Actuators,1995, 326~328以及 He Jin,Chen Zhaoyang,Lin Jiang et al:A new Low-cost high-performance quartz tuning-fork temperature sensor [J]Sensor Review,2003,VOL.23 No.2,134~142，它们都是采用弯曲振动模的谐振式石英温度传感器。

遗憾的是它们存在下述缺点：

1、目前厚度切变振动模式的分辨率最高，长期稳定性最佳，准确度最好，可是其工作频率太高（10~29.3MHz）。因此，为了保证稳定振荡，通常石英热敏谐振器与配合电路的距离不能大于500mm。此外，虽然石英热敏谐振器的耐核辐照工作能力强，可是与石英温度传感器配合的硅半导体IC却在抗核辐照、耐高温方面是短板。最简单的方法是把石英热敏谐振器放置在核辐照强度较高的区域，而由硅半导体IC构成的外围电路置于颇低核辐照或常温区域，从而改善谐振式石英温度传感器组件整体的耐核辐照、抗高温工作能力。显然，石英热敏谐振器与配合的外围电路的最大距离小于500mm的限制，使得厚度切变模式传感器在某些应用中丧失了竞争力。

2、厚度切变模式的工作频率高，因此不仅功耗较大，一般为数mW~数十mW，生产成本高，而且体积大，响应速度慢。显然，不太适宜要求低功耗的某些袖珍仪器、火箭、军用无人机、卫星等航天或航空装置使用。

3、通常频率越高，改善其电磁兼容性（EMC）越困难；尤其多路频率传感器的信号邻近大流量传输时，高频频率牵引现象产生的干扰将更加严重。