[发明专利]基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法

说明书

一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻及使用方法。所述主动式Delta温区电阻具有对于不同频率的交流电信号呈现不同的实部阻值，且对于固定频率的交变电信号该实部电阻值随温度的增加呈现先增加后减小的趋势并在一定温度区间内呈现出极大值，而实现极值实部电阻的温区范围能够通过改变输入交变电信号的频率加以调节控制，优选亚稳相稀土镍基钙钛矿氧化物、掺杂二氧化钒、稀土铜铁基钙钛矿化合物、钙铁氧钙钛矿氧化物。通过对主动式Delta温区电阻施加具有一定可调频率的交变电信号，利用频率大小调节出现极大值实部电阻的温度范围，从而进一步实现对电子器件、电路等工作温度的可调节式主动锁定，以及对目标温区的探测与传感等电路智能化控制设计方面的应用。

技术领域

本发明属于电子信息技术、自动控制、电子器件、人工智能等领域，具体地涉及一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻；利用交变电频率调节该电阻极值所在温区范围，进一步实现对电子器件、电路等工作温度的可调节式主动锁定，以及对目标温区的探测与传感等方面的应用。

背景技术

开发实现电子器件工作温度的精准探测传感与锁定调控等技术，对于发展电子信息技术、自动控制、电子器件领域具有重要的科学意义与应用价值。从数字电路角度，通常通过对温度的探测反馈等实现对电子器件以及电路工作温度的锁定与调控。其中，实现温度测量与传感的常用方法包括热敏电阻材料、热电偶、测温二极管等技术【1-10】。其中，热敏电阻的工作原理主要基于材料电阻率随温度的单调增大(正温度系数)或减小(负温度系数)关系，实现对温度的测量【8】。常见热敏电阻材料主要包括：锰基、镍基等具有尖晶石或钙钛矿结构的过渡族元素金属氧化物。热电偶主要通过具有电子(N-型)、空穴(P-型)类型的金属或半导体首尾相接后，在一个节点两段所产生的塞贝克电压与另一节点的温差间的近似线性变化关系，实现对温度的探测【11】。最为经典的是基于铂、铂铑等贵金属材料制备的热电偶被广泛应用于对温度的常规测量。测温二极管主要利用其反向电流电压关系随温度的变化规律，实现对温度的测量。上述对温度敏感器件的多元化，在温度探测、红外探测、微波吸收与热辐射探测等方面具有重要的应用价值，同时也为电路开发、自动控制、人工智能等领域的发展提供了丰富的设计元素【1-7】。虽然基于温度敏感测量与数字电路反馈的温度调控技术被广泛应用于电子信息与自动控制等领域之中，然而由于反馈需要一定的时间因而其对温度区间的锁定与控制具有一定的滞后性。

相比数字电路技术，利用模拟电路技术与特种温度控制器件可以实现对温度信号调控的更快、更直接反馈，以及更高的可靠性等优势。例如，基于稀土镍基钙钛矿氧化物制备的Delta温区阻变调节器可以通过调节稀土元素种类而锁定电子器件在特定温度区间的工作状态【10】。基于二氧化钒、稀土镍基钙钛矿氧化物等强关联氧化物材料的温致金属绝缘体相转变特性，利用该材料在一定特征温度下电阻率的突然转变，可以实现对电路或电子元器件的温度保护、涌浪电流抑制等方面的应用【9-12】。

然而，上述现有的可实现对温度锁定与控制的电子材料与器件技术，其可调节的温度范围与所使用的电子材料组分结构存在对应关系，因此需要根据所需的使用要求预先选择其对应材料与器件结构。目前尚缺乏一种能够实现对温区锁定更加灵活可调的技术，及通过电学手段灵而非材料组分实现对金属绝缘体相变、Delta-温区阻变等特性实现更加灵活的调控。

参考文献：

【1】吴诚，苏君红，潘顺臣等，非致冷红外焦平面技术评述(上)，红外技术，1999，21(1)：6

【2】吴诚，苏君红，潘顺臣等，非致冷红外焦平面技术评述(下)，红外技术，1999，21(2)：1

【5】Chen,Changhong，Yi,Xinjian，Zhang,Jing，et al.，Linear uncooledmicrobolometer array based on VO_x thin films，Infrared Physics and Technology，2001，42(2)：87