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薄膜鉑熱電阻元件的應用及發展
摘 要：介紹國外在薄膜鉑熱電阻元件發展和應用狀況的基礎上，提出我過該國該產品發展方向。
關鍵詞：元件測溫 發展方向
0 引言
研究*國家企業產品的發展歷史，找出差距，對我國企業發展自己的產品有非常重要的作用。筆者與德國同行企業接觸多年，幾經考察，發現德國同行與我國同行企業之間存在著兩個方面的明顯不同。
① 發展領域的專一性
眾多的德國企業，從發展起步階段至今，一直都在從事專一領域的產品生產，并沒有走多元化發展的道路。例如：德國Heraeus 傳感技術有限公司，從1851 年至今，經歷了100 多年的歷史，仍然在生產鉑熱電阻元件這類產品，而且隨著薄膜鉑熱電阻元件的推廣應用，其年產量已突破4,000 萬支，并以年增長超過40%的速度發展；德國Isabellehutte 公司，從1882 年起研制生產熱電偶絲材與電發熱絲材，至今超過100 年的歷史，目前仍在此領域發展。我們無意反對企業的多元化發展，只是通過這些例子，說明專一領域發展的可持續性。
② 產品研發投入大量的人力、物力與財力
幾乎每個被考察過的德國企業，均擁有自己的研發中心，即使是已使用了上百年的熱電偶絲材，Isabellehutte 也建有自己的標準實驗室，用以分析熱電偶絲材的成份變化對其性能的影響，不斷優化絲材的成份組合，因此，Isabellehutte 公司的檢定結果，被德國國家標準局（GCA）認可；德國Heraeus 公司的研發中心更是頗具規模，擁有 的各類相關檢測設備與分析設備，對各個工藝及材料的分析細致入微，對市場反饋的信息處理及時，并按年銷售額的15%投入研發經費，使該企業的研發能緊跟市場發展的需要。反觀國內同行的企業，在研發方面就相對落后得多。正是由于發展領域的專一使這些德國企業的研發有了明確的目標，反過來，不斷研發出的成果又促進了專一領域的更深層次的發展，這，也許正是這些德國企業長盛不衰的原因。薄膜鉑熱電阻元件的發展也印證了這兩方面的經驗.
1 薄膜鉑熱電阻元件的發展現狀
鉑熱電阻的發展，在很大程度上取決于其核心部件——鉑熱電阻元件的發展。從傳統的云母鉑熱電阻元件、陶瓷鉑熱電阻元件、玻璃鉑熱電阻元件到近年來出現的厚膜鉑熱電阻元件和薄膜鉑熱電阻元件，鉑熱電阻元件的發展方向已轉移到膜式結構的產品上，尤其是薄膜鉑熱電阻元件。
從1974 年引入薄膜技術研發薄膜鉑熱電阻元件，成功解決鉑熱電阻元件的成本及應用問題起，至今已有30 多年的歷史，隨著照相平板印刷技術的日益發展，薄膜鉑熱電阻元件近幾年的發展突飛猛進。據不*統計，薄膜鉑熱電阻元件的生產大國——德國，年產薄膜鉑熱電阻元件的數量已突破6,000 萬支。
近幾年，薄膜鉑熱電阻元件在歐美市場的需求量迅猛增長，美國市場從 2003 年起，年需求量增長均超過60%，德國年需求量超過40%，英國年需求量超過32%，法國、丹麥、韓國、日本、巴西等國的年需求量均超過25%。中國市場的年銷售量已突破200 萬支。
薄膜鉑熱電阻元件以其鮮明的優點，已成為鉑熱電阻元件的主體，其鮮明的優點體現如下：
① 體積細小 目前zui小尺寸的薄膜鉑熱電阻元件，其寬度為3μm，長度1.6mm，厚度為0.6mm；
② 響應時間快在τ0.5 的條件下，水流速V=0.2m/s 時僅為0.05s，空氣流速V=1m/s 時僅為4s；
③ 一致性好 自動化的生產和檢測線，使元件具有良好的一致性；
④ 機械性能好抗震、抗振動等機械性能明顯優于繞絲類鉑熱電阻元件；
⑤ 精度高 除常規的 B 級、A 級外，還可提供1/3B 級及1/10B 級精度的元件；
⑥ 測溫范圍寬從-196℃到1000℃的薄膜鉑熱電阻元件已經出現并投入應用，zui高溫度達到1250℃的產品已在研發，不久將可面市；
⑦ 結構多樣化從傳統的帶引線結構，到無引線的SMD 產品以及適應于各種特殊領域的特殊結構的產品已經面市；
⑧ 長期穩定性好在元件的極限溫度工作超過1000 小時后，其電阻值的變化＜0.02%；
⑨ 標稱阻值多從 Pt6.8 到Pt10k 的產品均已投入市場；
⑩ 價格便宜 由于元件用鉑量大幅度減少并采用自動化生產，使得薄膜鉑熱電阻元件的價格逐步走低，A 級精度的元件價格將低于10 元/支；
○11 易于加工裝配適合于各種焊接方式的引線材質和結構的多樣化為使用者提供了多種的選擇。
隨著薄膜鉑熱電阻元件的普及應用，傳統的鉑熱電阻元件，諸如云母元件、陶瓷元件、玻璃元件和厚膜鉑熱電阻的使用量，逐步減少，在歐美等發達國家，這些元件已經或正逐步被淘汰出市場。
2 膜鉑熱電阻元件的應用領域
近幾年，薄膜鉑熱電阻元件在歐美市場的應用日益廣泛，新的應用領域不斷被發現，并呈現出方興未艾之勢。
2.1 薄膜鉑熱電阻的主要應用領域
從各國應用薄膜鉑熱電阻元件的情況來看，除了電站、石油、化工、食品等行業的過程測量和控制外，還應用于以下的行業：
① 器械、器具行業諸如加熱器具、醫療器械等；
② 分析儀器儀表 諸如氣相析譜儀、酸度計等；
③ 電子裝配設備 諸如焊接設備、加熱設備等；
④ 制藥設備 諸如控制箱、無菌清洗設備等；
⑤ 家用電器 諸如烹調爐具、烘爐、電冰箱、供暖熱表等；
⑥ 汽車工業 諸如空氣流量計、水溫傳感器、油質傳感器等。