[发明专利]一种阵列式稀土镍基氧化物精密测温系统及使用方法

权利要求书

1.一种阵列式稀土镍基氧化物精密测温系统，其特征在于，所述阵列式测温系统采用阵列式稀土镍基钙钛矿氧化物，所述阵列式稀土镍基钙钛矿氧化物是一种热力学亚稳态的具有扭曲钙钛矿结构的电子强关联氧化物，阵列式稀土镍基钙钛矿氧化物的电阻率或电阻具有对温度敏感的特性，在临界点之前，电阻或电阻率随温度的变化呈现负温度电阻系数效应，可以用来对温度的初步测量，而当温度达到一定的临界点时，电阻或电阻率在临界温度附近一定温区范围随温度的升高而急剧降低，并最终转变为金属相的低阻态；在金属绝缘相变区间，通过一定的电路匹配实现温度电阻高度线性化，从而使得温度得以精准测量；由于触发上述金属绝缘相变的临界温度阈值随稀土元素离子半径减小而升高，因此可以通过材料的稀土组分实现100-600K的宽温区范围的精密测量；

所述阵列式测温系统是由具有不同稀土元素组分的一系列稀土镍基氧化物敏感电阻元器件所排布成的阵列式器件组成，其主要包括以下两种敏感器件：1）基于重稀土组分稀土镍基氧化物的宽温区负阻温系数热敏元器件；2）一系列基于中、轻稀土元素稀土镍基氧化物的阵列式突变式热敏电阻元器件；所述宽温区温度精密测量方法主要包含以下步骤：首先，利用重稀土元素组分稀土镍基氧化物的宽温域负阻温系数热敏电阻特性实现对目标温度的粗略测定；其次，在锁定目标温度范围后通过切换控制器切换至在与其相对应温度范围具有金属绝缘体相变特性的稀土镍基氧化物传感器元器件，并匹配相应的阻温关系线性化电路；最后，利用相应稀土镍基氧化物电子相变温区范围内急剧变化的阻温关系结合适配电路实现对目标温度100K-600K的精密探测。

2.如权利要求1所述一种阵列式稀土镍基氧化物精密测温系统，其特征在于综合使用重稀土组分ReNiO₃宽温区负阻温系数热敏电阻以及中、轻稀土组分的ReNiO₃突变式热敏电阻阵列；重稀土组分具有较高的临界温度，因此其在低、中宽温区范围内具有良好的负阻温系数热敏电阻电输运特性，因此这部分电路可以实现对目标温度范围的粗测，其目的在于锁定目标温度范围，进一步通过切换电路系统匹配在该温度范围内具有金属绝缘相变特性的稀土镍基氧化物突变式敏感电阻元器件，主要是中、轻稀土元素组分ReNiO₃，通过温度匹配选择在粗测温度附近具有尖锐金属绝缘相变的ReNiO₃，然后通过电阻匹配可以实现电阻或电阻率随温度的高精度线性变化，从而使得给出在某温度下的电阻或电阻率值就能反推得到对应的温度值，实现对温度的高精度测量。

3.如权利要求1所述一种阵列式稀土镍基氧化物精密测温系统，其特征在于所述重稀土元素组分ReNiO₃的稀土组分原子量大于钆（Gd），包括镥（Lu）、铥（Tm）、镝（Dy）、铒（Er）、镱（Yb）；所述重稀土组分ReNiO₃以薄膜、陶瓷、纳米线阵列形式并以四端点或两端点的形式制作金属电极，并进一步封装制备成宽温区负阻温系数热敏电阻元器件；所述中、轻稀土元素组分ReNiO₃的稀土组分原子量小于或等于钆（Gd），包括钐（Sm）、钕（Nd）、铕（Eu）、镨（Pr）、钐钕（Sm_xNd_1-x，0x1）、钐镨（Sm_xPr_1-x，0x1）、铕钕（Eu_xNd_1-x，0x1）、铕铺（Eu_xPr_1-x，0x1）；所述中、轻稀土组分ReNiO₃以薄膜、陶瓷、纳米线阵列形式并以四端点或两端点的形式制作金属电极，并封装制备成突变式热敏电阻元器件。