一、一种用于1—40K的锗电阻温度计（论文文献综述）
罗经纬,陈美兰,贾军,周昌文[1]（1983）在《1—40K温度的测量与分析》文中指出 一、概论随着低温科学和低温技术的向前发展,低温温度的测量变得日益重要,尤其是1—40K的温区范围内,大量的科学实验和工程应用都要求精确和比较精确地测定温度。用于该温区测量的温度计也越来越多,发展越来越快。常用的不外乎有蒸汽压温度计、热电偶和电阻温度计。
王绍良[2]（2013）在《脉冲强磁场科学实验用GM制冷机低温恒温器的研制与实验研究》文中指出随着科学与技术的飞速发展，脉冲强磁场下的科学研究愈来愈显现出它的重要作用。在脉冲强磁场下开展科学研究，尤其是观察量子物理现象，需要克服物质热效应的影响，因此需要使物质处于低温的状态下开展科学研究。为了给脉冲强磁场下的科学研究提供低温环境，需要使用低温制冷技术将研究的样品冷却至低温，而实现这一功能的装置是低温恒温器。因此研究用于脉冲强磁场下科学实验的低温恒温器是脉冲强磁场科学研究的硬件基础。目前脉冲强磁场下科学研究用低温恒温器主要为氦浸泡低温恒温器，稀释制冷低温恒温器和氦三制冷低温恒温器这三种形式。国内已开展了氦浸泡低温恒温器、氦流气低温恒温器、氦三制冷低温恒温器、稀释制冷低温恒温器和导热丝型GM制冷机低温恒温器这五种形式的研究工作。其中氦浸泡低温恒温器是脉冲强磁场下科学研究最常用的低温恒温器，其最低温度能达到1.5K左右。这几种形式的低温恒温器除了导热丝型GM制冷机低温恒温器外均需使用液氦作为冷源。这对于我国这样的氦资源匮乏国家，液氦成为制约开展脉冲强磁场下科学实验的重要因素。而导热丝型GM制冷机低温恒温器的最低温度只能降到10K，满足不了脉冲强磁场下科学研究对于更低温度的要求。因此设计一套应用于脉冲强磁场下科学实验且能达到氦浸泡低温恒温器温区的GM制冷机低温恒温器对于脉冲强磁场下科学研究具有重要意义。本文基于利用GM制冷机作为冷源，无需加注液氦实现1.5K的最低温度的设计思想，进行了GM制冷机低温恒温器的结构设计和热分析，研制出了第一台可用于脉冲强磁场下科学实验的样机，并在样机上开展了实验研究工作，实验结果验证了GM制冷机低温恒温器应用于脉冲强磁场下科学实验的可行性。该低温恒温器利用GM制冷机的冷量将常温的氦气液化，并导入科学实验样品所在样品腔，通过减压降温的方法达到1.5K的最低温度。本文开展了GM制冷机低温恒温器的各部件的传热分析和ANSYS温度分布分析，依据分析结果，所选取GM制冷机及各换热器能为样品腔提供充足的冷量，并实现样品腔内4.2K及以下的温度，从理论上论证了GM制冷机低温恒温器的可行性。同时开展了该GM制冷机低温恒温器最低温度分析，并得出了其最低温度能够达到1.5K的理论结果。在此基础上，针对脉冲强磁场放电时涡流热对该GM制冷机低温恒温器温度稳定性影响的特殊性，研究了在1.5K情况下进行60T脉冲强磁场放电时样品腔温度稳定性的影响，结果显示在最低温度1.5K和最强磁场60T时能够保证样品腔温度的稳定。依据以上的分析结果和普通低温恒温器的设计要点，并针对脉冲强磁场下科学实验特殊情况，重点对GM制冷机低温恒温器的传热结构，材料选择，密封与焊接，温度的测量与控制以及真空系统进行了设计，采用了文中所述的GM制冷机低温恒温器结构。在以上理论分析的基础上，作者研制了一套GM制冷机低温恒温器样机。该样机使用氦气冷阱、多级预冷的螺线管换热器和多孔冷凝换热器实现常温氦气的冷凝，并通过液氦传输管导入1.5mm真空夹层样品腔，实现样品冷却的目的。开展了低温恒温器样机的降温实验和控温实验，对该低温恒温器的性能进行了测试。降温实验结果显示，低温恒温器的最低温度能够达到1.4K以下，优于设计值1.5K，并能维持最长17分钟的最低温度，满足毫秒量级的脉冲强磁场下的科学实验要求。控温实验结果显示在1.5K-5K控温区间低温恒温器的控温精度为±0.02K，在5K-20K控温区间低温恒温器的控温精度为±0.2K，在20K-300K控制区间低温恒温器的控温精度为±0.1K。最后开展了脉冲强磁场下（Ga,Mn）As薄膜的电输运实验，得到了（Ga,Mn）As薄膜在不同温度下的空穴浓度，从实验上验证了所设计的GM制冷机低温恒温器上开展脉冲强磁场下科学实验的可行性。
刘碧强[3]（2020）在《30K温区斯特林/脉管复合型制冷机热力特性理论及实验研究》文中研究说明作为21世纪初提出的新型制冷机,斯特林/脉管复合型制冷机由于其高效率、高可靠性、结构紧凑、可满足变负载需求等诸多优势表现出在深低温空间探测制冷领域的巨大潜力。斯特林/脉管复合型制冷机由斯特林制冷机和脉管制冷机组成,该复合型制冷机继承了斯特林制冷机效率高、结构紧凑和脉管制冷机可靠性高的优点,同时通过合理的结构设计和耦合方式使两者各自工作在适合自身优势的场景下。复合型制冷机在深低温下兼具高效率和高可靠性的特点,此外可通过排出器调节对高低温区制冷量进行再分配,满足外界负载变化的需求。然而,目前关于复合型制冷机理论模型和热力特性的相关研究相对匮乏,制约了该复合型制冷机的发展、推广与应用。基于此,本文通过建立斯特林/脉管复合型制冷机的理论模型,对复合型制冷机内热力特性进行深入分析,研究制冷机内热力参数与结构尺寸、运行工况之间的关系,并对模型和相关分析结果进行了仿真与实验验证。具体开展的工作如下:1)建立了斯特林/脉管复合型制冷机理论模型。根据线性热声理论和热力过程关系式搭建了斯特林/脉管复合型制冷机的理论模型。模型将复合型制冷机主要部分划分成两类控制体,根据控制体的种类分别采用热声方程以及热力过程关系式给出各控制体内压力、体积流的解析表达式,结合能流分析清晰直观地表现出制冷性能参数与结构尺寸、运行工况之间的关系。该模型考虑了回热器声感、声容、粘性阻抗、轴向温度梯度以及惯性管湍流工况等影响,可较为准确地表征实际情况并同时提供了制冷机各参数之间的解析关系。2)基于理论模型对斯特林/脉管复合型制冷机热力特性进行研究并搭建相关数值模型进行验证。根据理论模型针对复合型制冷机能流分布和相位分布进行分析,研究制冷机内部热力特性,并基于理论模型从相位分布角度给出解析。以理论模型为基础,利用多种热力设计软件搭建了复合型制冷机的数值模型,分析了复合型制冷机内各位置气体温度、壁面温度、声功、相位差、压力波和体积流与排出器相位之间的关系,并分析了复合型制冷机级间冷量分配与排出器相位之间的关系。理论模型、数值模型以及相关分析对后续实验样机的成功研发打下了重要基础。3)研制了一台斯特林/脉管复合型制冷机原理样机,用于本文所提理论模型的实验验证。该复合型制冷机实验样机在234.6W输入电功、散热温度315K下可获取1.16W@35K+7.25W@85K的制冷性能,相对卡诺效率为12.32%（按电功计算）;在262.5W输入电功（包含压缩机耗功240W和排出器耗功22.5W）、散热温度315K下获取1W@30K+6.5W@80K的制冷量,相对卡诺效率达到10.89%（按电功计算）,满足课题目标要求。该制冷机样机的实验结果验证了斯特林/脉管复合型制冷机通过调节排出器相位对一二级冷量再分配的理论分析,证实了存在临界相位:排出器相位超过临界相位后不再具有有效的级间冷量分配能力。此外,开展了复合型制冷机性能测试实验,相关实验结果进一步验证了理论模型的可靠性。
D.L.Swartz,J.M.Swartz,王先予[4]（1975）在《二极管温度计和电阻温度计及其比较》文中研究表明本文讨论了目前所通用的电阻和二极管温度计的类型并对这两种不同类型的温度计的灵敏度进行了比较。
查奎帆[5]（2021）在《稀释制冷系统中温度计的研究》文中认为本文介绍了热力学温标的定义,国际温标的发展、极低温测量的重要性、温度计的原理、分类、选择以及安装;详细地介绍了低温流体尤其是4He和3He的性质、低温的获取方式,稀释制冷的原理,实验所用稀释制冷系统的工作原理及本文研究的温度计所处的实验环境;针对稀释制冷体统中测量10mK左右的极低温所用的cernox和RuO2温度计,从特点、测量原理、检测与控制、校准、测量范围、响应时间及测量精度、长短期稳定性、控温功能的实现等方面进行了全面的研究。具体的工作总结如下:（1）在选择低温温度计时要结合实验器材实际情况,从测量范围、尺寸大小、稳定性、是否受磁场的干扰等方面综合考虑,多数情况下使用的是电阻温度计,因为电阻温度计易于读数,所得数据也便于整理和分析。在实际安装使用时要尤其注意温度计的热接触、自热、引线漏热、热辐射等情况,不能对实验系统产生较大的干扰。在操作无液氦稀释制冷系统的时候,要对整个系统的原理、操作步骤、紧急状况的处理等方面做到了如指掌。（2）系统所用的cernox温度计具有测温范围宽、受磁场影响小、测低温时灵敏度高、响应时间短、优异的稳定性等特点。测量采用的是比两线法更为准确的四线法测量电阻,激励电压在毫伏量级。cernox温度计的测温范围为1.5K～300K,测温范围宽;响应时间为4.2K/1.5ms,77K/50ms,273K/135ms,响应时间短;cernox温度计精度很高,不确定度在mK量级,短期稳定性在10mK范围内波动,长期稳定性在低温下良好。我们可以用cernox温度计实现1.5K以上的控温,控温稳定,平均波动幅度为0.1%,控温效果理想。（3）系统所用的RuO2温度计具有能够测量10mK以下极低温、对磁场敏感度不大、独特的封装设计等优点。测量采用的也是四线法测量电阻,激励电压在微伏量级;RuO2温度计的校准采用的是用核温度计Co60校准的办法。RuO2温度计的测量范围为10mK～1.5K能够满足极低温的测量需求,响应时间为4.2K/0.5s,77K/2.5s响应时间短;RuO2温度计的重复性在15mK以内,短期稳定性在1mK左右,长期稳定性为±30mK;也可以用RuO2温度计实现1.5K以下的控温,温度在±1.5mK的范围内波动,平均波动幅度为0.3%。
兰玉岐[6]（2016）在《锰酸铜系低温用热敏电阻温度传感器制备方法与性能表征研究》文中进行了进一步梳理近年来随着空间科学和低温超导技术的发展,推动了低温温度传感器技术的发展,同时对其提出了更高的要求。以尖晶石结构过渡金属复合氧化物陶瓷材料为基础制造的低温NTC（负温度系数）热敏电阻具有灵敏度高、稳定性好、热惯性小、磁场影响小、低温阻值大、宜于遥测等优点,可在低温物理和低温工程中广泛应用。然而国内高精度低温热敏电阻的研究发展相对缓慢,具有稳定制作工艺系列化的产品还比较少,目前市场上供应的能够在20K～100K温度范围内使用的NTC热敏电阻温度传感器主要为国外产品,生产工艺复杂,价格昂贵,国内未掌握相关核心技术,难以满足国内空间科学和低温超导技术事业发展的需求。据此本文提出以锰酸铜系（Cu-Mn-O）为基体材料的低温用NTC热敏电阻传感器的研究,针对其制备方法开展研究,并进行性能表征,着重开展了以下几个方面的理论与实验研究：1.介绍了NTC温度计用于低温测量时的特性及优势,详细介绍了研制NTC热敏电阻的方法与过程,结构特性,重点描述了采用制备低温用NTC热敏电阻的不同工艺方法,分析其结构特性和导电机理,分析了不同元素添加含量对性能的影响,针对其老化机理进行分析；2.在借鉴国内外高精度低温温度计标定装置设计的基础上,设计并研制了一套高精度低温温度计测试装置。通过对其进行结构特性与“热力学”、“传热学”分析,减少其漏热。在控温过程中,提出了采用分段模糊-比例积分微分（Fuzzy-PID）的控制方法,实现快速升温与温度稳定的功能；测试结果显示,在20K至200K温区范围内,30分钟内的温度波动度最大不超过+8mK,具有较好的稳定性,能够满足表征热敏电阻温度计电阻特性的需求；3.采用Pechini法制备La3+掺杂的Mn-Ni-Cu-Fe-0系NTC氧化物NTC热敏电阻温度计,并表征了液氢温区-液氮温区的电阻-温度特性。结果表明,温度越低其灵敏度越高,具有进行深低温测量的优势,在液氮以上温区灵敏度较小,适用性稍差。其电阻特性随磁场强度的变化率小,更适于在高磁场环境下工作。此外,温度计具有较好的老化性能和稳定性；考察了La元素含量对电阻特性的影响,结果显示La元素含量增加能够有效减小电阻值；分析了4个校准方程对拟合曲线的影响。用最小二乘法进行非线性拟合求解方程的参数,考察了不同拟合方程下的残差值,结果Hoge-3方程能够得到最佳的拟合效果,残差值能够符合要求；4.采用固相反应法制备Mn-Ni-Cu-Fe-0系NTC氧化物热敏电阻,并测试分析了在液氮温区至室温温区的电阻特性。结果表明,液氮温区下不仅能够获得较高的电阻值,并且具有非常高的灵敏度,但室温时电阻值及灵敏度均下降；温度计在液氮温区随磁场强度的变化率较小,磁场强度从0T变化至10T,阻值变化率低于0.45%,相对适合于在高磁场下工作；温度计具有较好的老化性能和稳定性,温度计具有较差的互换性,最大能够引起±1.5K的测量偏差,使用前必须进行标定；温度计进行标定后,并且采用Hoge-3校准方程拟合,不确定度小于10mK。
黄宸[7]（2020）在《液氢温区斯特林脉管制冷机预冷方法的理论与实验研究》文中研究指明斯特林脉管制冷机在20 Hz以上高频运行,能流密度高,线性压缩机维护需求低,并且低温下无运动部件,具有振动和磨损小、可靠性高、寿命长、结构简单紧凑和质量轻等优点,是航空航天等领域的理想机型之一。然而,由于高频低温回热损失严重,要实现20 K及以下温区制冷必须依靠预冷方法来补偿损失。回热器和脉管作为脉管制冷机的两个关键部件,是产生损失的主要部件,也是预冷的主要对象。目前常用的多级回热器预冷方法中,线性压缩机输出的有限声功经预冷的多级回热器后损失较大,实际到达冷端的声功较小,导致20 K及以下温区斯特林脉管制冷机的制冷量难以提高。为了提高20 K温区斯特林脉管制冷机的制冷性能,本文分别从外部和内部预冷两个方面开展工作,重点研究了利用外部冷源预冷传输管代替预冷回热器的方法和利用制冷机自身冷量通过DC流的作用从内部预冷脉管的方法。本文的主要工作内容包括:1)对制冷机的预冷作用进行热力学分析,系统归纳总结了斯特林脉管制冷机的预冷方法并编制了分类图谱。本文从热力学角度分析了预冷在提高制冷机系统效率方面的重要作用;从脉管制冷机内能量流角度,揭示了预冷对减小回热器损失和脉管损失的影响。总结斯特林脉管制冷机预冷方法,包括换热方式、冷量来源、预冷对象等,编制了首张预冷结构分类图谱,为斯特林脉管制冷机预冷方法研究提供方向性指导。基于充分预冷工质的目的,提出利用来源广、冷量充足的冷源预冷传输管和回热器热端的方法;基于直接预冷工质的方法,提出利用DC流以少量冷端制冷量为代价实现从内部预冷脉管的方法。2)通过模拟揭示预冷传输管的工作机理,指明实现高效声功传输的最佳绝热结构设计,通过实验验证预冷传输管的性能。建立了整机一维模型,计算揭示预冷传输管代替高温段回热器可减小所需输入声功,但会增大预冷负荷。研究发现,预冷传输管的结构需经过设计和优化以高效传输声功和降低漏热损失。建立预冷传输管二维数值模型,从多维、微团的角度分析预冷传输管内功、热传递过程。计算结果表明,预冷传输管漏热损失主要由近壁面气体的传热产生,体积为冷端扫气体积的1517倍,长径比为810的预冷传输管内温度均匀性较好,射流损失和漏热损失较小。设计搭建液氮预冷传输管斯特林脉管制冷机实验系统,对比研究了预冷传输管和传统有高温段回热器的制冷性能。两种结构的脉管制冷机在25 K分别获得了0.66 W和0.83 W制冷量,输入p V功分别为26.8 W和142.0 W,以空分系统的效率考虑预冷的液氮消耗,两种结构的整机效率分别为0.51%和0.47%,证明了预冷传输管替代预冷高温段回热器,实现液氢温区低声功驱动制冷的可行性。通过进一步优化,预冷传输管斯特林脉管制冷机达到了17.7 K最低制冷温度,输入p V功为42.6 W时,在22 K可获得1.01 W制冷量。3)揭示DC流从内部预冷脉管的作用机理和其对20 K温区和80 K温区脉管制冷机性能的不同影响。通过整机模拟揭示制冷机内由回热器流向脉管的DC流可以降低脉管冷端温度梯度,增大脉管焓流,提高脉管膨胀效率。在20 K温区脉管制冷机内,DC流能够同时改善回热器温度分布的线性度,减小回热器损失,从而提高制冷性能;但在80 K温区的脉管制冷机内,DC流增大回热器冷端的温度梯度,回热器损失增大而制冷机性能恶化。通过比较20 K温区脉管制冷机内自然引入DC流的双向进气、限制DC流的双向进气,以及仅有DC流而无双向进气时脉管制冷机性能,揭示双向进气可以辅助调相而减小回热器损失,但也会提高脉管冷端温度梯度增大脉管损失,从而恶化制冷机性能;而DC流无论调相是否优化都可以通过预冷脉管而提高制冷机性能。实验结果验证了DC流在80 K脉管制冷机内无论方向如何都会恶化制冷机性能;而在20 K脉管制冷机内,由回热器流向脉管的DC流和双向进气结构都能使脉管中部温度降低约130 K,无负荷制冷温度降低约6 K,22 K制冷量提高约1 W,验证了DC流预冷脉管从而提高制冷机性能的作用。
刘以勇[8]（2018）在《超导波荡器冷却和冷质量支撑系统的研究》文中提出波荡器是第三代同步辐射装置和自由电子激光装置中用于产生同步辐射光的核心部件。超导波荡器（Superconducting Undulator,简称SCU）磁体采用超导材料（如低温超导材料Nb Ti或Nb3Sn,或者高温超导材料YBCO）绕制,在相同的磁间隙和磁周期下,同常规真空内波荡器和低温永磁波荡器相比,可产生更高的磁场,从而光源或自由电子激光装置在有限的安装空间内可获得更高的亮度和光子能量,为用户提供更高质量的束流,提升其综合科研能力。超导波荡器技术是当前国际波荡器领域研究的热点和下一代插入件的主要发展方向之一。目前,超导波荡器仍处于关键技术的研究探索和样机的试制及测试阶段。因此,研究并掌握SCU的关键核心技术,自主研发SCU,不仅对于我国在光源及自由电子激光等领域中关键技术的国内科技自主创新与国际领先具有重要的科技意义,并且对于推动我国自主建设此类大科学研究装置具有重要的工程实用价值。本论文以中科院上海应用物理研究所自主研制的SCU模型机为研究对象,围绕低温超导波荡器的低温冷却技术和冷质量支撑及准直技术开展了一系列研究工作。论文对SCU及其冷却技术和冷质量支撑及准直技术的国内外研究工作进行了较全面的调研;建立了SCU模型机恒温器低温测试平台;针对:1)超导磁体、束流真空管、电流引线等冷质量的冷却技术,2)磁体、束流管以及冷屏等冷质量的支撑系统的设计和热力分析,3)自对心式磁体支撑的原理分析及自对心性验证、冷质量偏心对磁体自对心性能的影响、自对心式磁体支撑的振动稳定性能等进行了细致且深入的理论分析和实验测试研究,研究结果为SCU模型机的成功研制和SCU实用化进程的推进提供了理论依据,且具有重大的工程实用意义。本文具体研究内容如下:1)低温超导波荡器冷却技术的理论分析。首先对SCU模型机的冷却要求进行了分析,确定了SCU模型机的总体冷却方案:以小型低温制冷机为冷源,磁体和束流管分别独立冷却,以减小束流动载对磁体工作稳定性的影响;处于低温真空环境的4.2 K超导磁体主要采用蒸发再冷凝的热虹吸回路液氦管流冷却,辅助以制冷机冷头与磁体之间的导冷带热传导冷却;1020 K超高真空束流管采用热传导方式冷却;磁体采用传导冷却的常规铜引线和高温超导引线构成的二元电流引线;磁体自对心式磁体冷质量支撑方案,不需要低温下的准直等。而后,采用有限元数值仿真方法,以传热热阻最小化为目标,对冷质量的关键冷却结构进行了优化设计。之后,分析了SCU热负载的主要来源和机理,建立了导热漏热和辐射漏热的理论分析模型,分析了影响SCU静态热负载的若干因素,提出了减少静态热负载的方向,给出了SCU模型机的热负载计算结果。2)低温超导波荡器冷却技术的实验测试。根据超导波荡器的冷却设计,建立了SCU模型机恒温器低温测试平台,在此平台上,可进行SCU研制的各项关键技术的低温测试。论文对超导磁体叠片式和一体式骨架结构的冷却通道的传热方式进行了分析和比较,对其钎焊工艺和低温冷却性能进行了实验研究。实验验证了SINAP SCU模型机的冷却方案、热负载计算方法以及冷却结构的设计方法,从恒温器内冷质量的降温冷却、积液、正常运行至复温,以及二元电流引线的承载性能和冷却性能,验证了SINAP SCU模型机冷却方案的可行性和冷却结构设计的合理性。小型低温制冷机其不仅作为SCU正常运行的冷源,又作为降温冷却的冷源以及氦液化器,SCU系统的低温测试及运行无需外界液氦的输入,不受液氦源的限制,只需高纯氦气即可。此为SINAP的SCU冷却技术之特色。3)SCU冷质量支撑系统的设计及热力分析。首先对超导磁体、束流管和热屏蔽层的支撑方案进行了分析和确定:超导磁体低温条件下的位置精度要求高,采用自对心式冷质量支撑结构以避免低温下的准直问题。束流管处于上下两个超导磁体的中心,垂直方向上和磁体的间距仅0.5 mm,采用点状支撑,其一端支撑在磁体上,以使降温后束流管中心与磁体中心仍然保持一致性,并减小对磁体的导热漏热。冷屏支撑采用设计和安装相对简易的各向拉杆支撑结构。其次,研制了一套磁体自对心式支撑常温端真空外三维可调节机构,用于调节支撑加工误差等造成的准直误差,一定程度地降低加工精度及成本。之后,对各类支撑的材料主要从抗拉强度、弹性模量和导热率三个方面进行了分析和比较,选择了碳纤维、不锈钢304和G-10分别作为超导磁体、热屏蔽层和束流管的支撑材料。最后,采用有限元数值模拟方法,进行了冷质量支撑的温度分布、应力及变形分析,以优化结构设计。4)自对心式冷质量支撑的研究。采用数学模型,对自对心式支撑的自对心原理进行了理论分析,并进行了自对心性能的实验验证;研究了冷质量偏心对磁体自对心性能的影响并进行了实验测试。实验测试时,首先采用激光跟踪仪测量坐标点的办法,验证了超导磁体和支撑的常温端点均在理想位置;然后在低温下,采用线测量方法和拍照监测同一点像素坐标变化量的办法确定了超导磁体的位置,验证了常温和低温下磁体中心保持不变的性质。同时,对冷质量偏心（如失超保护组件偏置导致冷质量偏心）的情况进行了模拟实验,实验表明其不会对自对心性构成实质影响。最后,采用东华测试DH5927N采集器和DH610传感器,对自对心式磁体支撑组件的稳定性进行了振动实验测试研究,比较了4台制冷机同时工作情况下超导磁体的功率谱密度和均方根位移。对SCU模型机,重点关注束流截面上两个方向上的均方根位移,实验表明采用减振波纹管和减振软带进行隔振的制冷机在工作状态下不会对SCU超导磁体的正常工作产生影响。
黄泽铣[9]（1987）在《温度传感器的近期发展》文中研究说明 随着现代科学技术的发展,特别是热力学与计温术的发展和相互促进,现代温度测量的领域已大大扩展,渗透到人们活动的各个领域。为了满足形形色色的工程温度测控的要求,人们利用各种物理效应、定律和材料的特性制作了各种各样的温度计和温度传感器,如表所示。一、标准温度计和工业温度传感器
陆果,陈凯旋,薛立新[10]（2001）在《高温超导材料特性测试装置》文中提出高温超导电性是物理学的前沿课题 ,具有重大的应用前景 .低温的获得和控制、各类温度传感器和液面计的特性、电阻的四引线测量法、乱真电动势的判定和消除、数据的计算机处理等 ,都是物理实验的重要内容 .利用精心研制的装置所做的实验 ,有利于培养学生严谨的科学态度和求实精神 .
二、一种用于1—40K的锗电阻温度计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种用于1—40K的锗电阻温度计（论文提纲范文）
（2）脉冲强磁场科学实验用GM制冷机低温恒温器的研制与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 脉冲强磁场用低温恒温器的国内外现状 |
| 1.3 本课题的研究内容 |
| 第二章 脉冲强磁场 GM 制冷机低温恒温器的原理 |
| 2.1 氦的基本性质 |
| 2.2 GM 制冷机的基本性质 |
| 2.3 脉冲强磁场 GM 制冷机低温恒温器的原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 GM 制冷机低温恒温器的设计与研制 |
| 3.1 低温恒温器的设计要点 |
| 3.2 GM 制冷机低温恒温器的结构设计 |
| 3.3 GM 制冷机低温恒温器的研制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 GM 制冷机低温恒温器的热分析 |
| 4.1 GM 制冷机低温恒温器的传热分析 |
| 4.2 GM 制冷机低温恒温器的热负荷与温度分布分析 |
| 4.3 GM 制冷机低温恒温器的最低温度分析 |
| 4.4 脉冲强磁场下 GM 制冷机低温恒温器的温度稳定性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 GM 制冷机低温恒温器的实验与讨论 |
| 5.1 实验的准备 |
| 5.2 GM 制冷机低温恒温器的降温实验 |
| 5.3 GM 制冷机低温恒温器的控温实验 |
| 5.4 在 GM 制冷机低温恒温器上开展脉冲强磁场下(Ga,Mn)As 薄膜的电输运实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
（3）30K温区斯特林/脉管复合型制冷机热力特性理论及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 空间用低温制冷方式 |
| 1.3 斯特林制冷机 |
| 1.3.1 发展概况 |
| 1.3.2 理论分析方法 |
| 1.3.3 空间应用现状 |
| 1.4 脉管制冷机 |
| 1.4.1 脉管制冷机基本结构的发展进程简介 |
| 1.4.2 脉管制冷机理论分析 |
| 1.4.3 空间应用现状 |
| 1.5 斯特林/脉管复合型制冷机 |
| 1.6 斯特林/脉管复合型制冷机研究中存在的主要问题 |
| 1.7 本文主要工作 |
| 2 斯特林/脉管复合型制冷机理论模型及分析 |
| 2.1 热力分析基础 |
| 2.1.1 热力系分析 |
| 2.1.2 交变流动时均分析 |
| 2.1.3 相量表示法(时域与频域之间的转换) |
| 2.2 线性热声理论 |
| 2.3 建模思路和假设 |
| 2.4 控制体划分与分类 |
| 2.4.1 第一类控制体一般分析 |
| 2.4.2 第二类控制体一般分析 |
| 2.5 各控制体具体分析 |
| 2.5.1 惯性管气库(控制体I) |
| 2.5.2 第二级脉管(控制体II) |
| 2.5.3 第二级回热器(控制体III) |
| 2.5.4 第一级冷端膨胀腔(控制体IV) |
| 2.5.5 第一级回热器(控制体V) |
| 2.5.6 第一级室温压缩腔(控制体VI) |
| 2.6 复合型制冷机各部件内压力、体积流和声功的解析表达式 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 基于理论模型的斯特林/脉管复合型制冷机热力特性分析 |
| 3.1 斯特林/脉管复合型制冷机能流分析 |
| 3.1.1 第二级分析 |
| 3.1.2 第一级分析 |
| 3.1.3 整机能流分析 |
| 3.2 斯特林/脉管复合型制冷机相位特性 |
| 3.2.1 回热式制冷机相位分析基础 |
| 3.2.2 复合型制冷机相位特性 |
| 3.3 基于理论模型的热力特性分析 |
| 3.3.1 复合型制冷机参数对制冷性能的影响 |
| 3.3.2 复合型制冷机压力幅值和相位分布分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 斯特林/脉管复合型制冷机优化设计 |
| 4.1 数值模型建模思路 |
| 4.2 主要结构参数和运行参数的模拟研究 |
| 4.3 数值模型优化取值 |
| 4.4 基于数值模型的热力参数分布分析 |
| 4.4.1 温度分布 |
| 4.4.2 压力分布 |
| 4.4.3 相位差分布 |
| 4.4.4 声功分布 |
| 4.4.5 级间冷量分配 |
| 4.4.6 数值模型与理论模型对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 斯特林/脉管复合型制冷机样机与实验系统 |
| 5.1 斯特林/脉管复合型制冷机样机 |
| 5.1.1 第一级斯特林级制冷单元 |
| 5.1.2 第二级脉管级制冷单元 |
| 5.1.3 级间耦合单元 |
| 5.2 控制系统 |
| 5.3 真空绝热系统 |
| 5.4 数据采集测量系统 |
| 5.4.1 温度参数测量 |
| 5.4.2 压力测量 |
| 5.4.3 位移测量 |
| 5.4.4 输入电功测量 |
| 5.4.5 制冷量测量 |
| 5.4.6 数据监测和采集系统 |
| 5.5 误差分析 |
| 5.5.1 温度测量误差 |
| 5.5.2 制冷量测量误差 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 斯特林/脉管复合型制冷机实验研究 |
| 6.1 第一级斯特林制冷机实验 |
| 6.2 斯特林/脉管复合型制冷机实验 |
| 6.2.1 设计工况实验 |
| 6.2.2 运行工况实验 |
| 6.2.3 无负载最低温实验 |
| 6.3 理论模型、数值模拟与实验结果的对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）稀释制冷系统中温度计的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 温度的定义与温标 |
| 1.2 温度的测量 |
| 1.3 极低温测量的重要性 |
| 1.4 典型的低温温度计 |
| 1.4.1 饱和蒸汽压温度计 |
| 1.4.2 电阻温度计 |
| 1.4.3 温差电偶温度计 |
| 1.5 低温温度计的选择 |
| 1.6 低温温度计的安装与使用 |
| 1.7 低温温度计的研究现状及本文研究创新点 |
| 2 低温环境的获取 |
| 2.1 低温物理发展历史 |
| 2.2 低温流体 |
| 2.2.1 液氧和液氢 |
| 2.2.2 液氮 |
| 2.2.3 液氦 |
| 2.3 稀释制冷原理 |
| 2.4 无液氦稀释制冷系统 |
| 3 cernox温度计 |
| 3.1 cernox温度计的特点 |
| 3.2 cernox温度计的测量原理 |
| 3.3 cernox温度计的检测与控制 |
| 3.4 cernox温度计的校准 |
| 3.5 cernox温度计的测量范围 |
| 3.6 cernox温度计的响应时间及精度 |
| 3.7 cernox温度计的稳定性 |
| 3.8 cernox温度计的控温功能 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 RuO_2温度计 |
| 4.1 RuO_2温度计的特点 |
| 4.2 RuO_2温度计的测量原理 |
| 4.3 RuO_2温度计的校准 |
| 4.4 RuO_2温度计的测量范围 |
| 4.5 RuO_2温度计的响应时间及精度 |
| 4.6 RuO_2温度计的控温功能 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（6）锰酸铜系低温用热敏电阻温度传感器制备方法与性能表征研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号清单 |
| 第1章. 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 主要的温度测量方式 |
| 1.2.1 热膨胀式温度计 |
| 1.2.2 热电偶温度计 |
| 1.2.3 辐射式温度计 |
| 1.2.4 电阻温度计 |
| 1.3 适用于低温领域的温度计 |
| 1.3.1 铂电阻温度计 |
| 1.3.2 铑铁电阻温度计 |
| 1.3.3 低温锗电阻温度计 |
| 1.3.4 二极管温度计 |
| 1.3.5 热敏电阻温度计 |
| 1.4 NTC温度计特性与国内外研究现状 |
| 1.4.1 NTC温度计热敏电阻的特性 |
| 1.4.2 NTC温度计的发展及国内外研究现状 |
| 1.4.3 磁场对低温温度计的影响 |
| 1.4.4 低温用NTC热敏电阻研究中存在的问题 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章. NTC热敏电阻制备方法及结构特性 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 NTC热敏电阻的主要制备方法 |
| 2.2.1 制备粉体 |
| 2.2.2 制作胚料 |
| 2.2.3 干燥烧结 |
| 2.2.4 电极制备 |
| 2.2.5 阻值调整 |
| 2.2.6 老化处理与标定 |
| 2.3 NTC热敏电阻的结构特性 |
| 2.3.1 NTC热敏电阻陶瓷结构影响阳离子分布的因素 |
| 2.3.2 热敏电阻材料的结构测试方法 |
| 2.4 NTC热敏电阻的导电机理 |
| 2.4.1 尖晶石结构的导电机理 |
| 2.4.2 复合氧化物NTC热敏电阻材料的导电机理 |
| 2.4.3 热敏电阻材料的老化机理 |
| 2.4.4 常见金属阳离子分布对NTC热敏电阻电性能影响的定性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章. 低温下高精度温度测试装置及方法 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 测试系统介绍 |
| 3.2.1 测试装置系统总述 |
| 3.2.2 数据采集系统 |
| 3.2.3 高精度控温系统 |
| 3.2.4 真空系统 |
| 3.2.5 恒压源测量法 |
| 3.2.6 恒流源测量法 |
| 3.3 低温恒温器设计 |
| 3.3.1 冷却方法 |
| 3.3.2 结构设计 |
| 3.3.3 恒温器漏热分析计算 |
| 3.4 温控仪控制逻辑 |
| 3.5 测试结果分析与讨论 |
| 3.5.1 降温及加热过程中温度场的变化 |
| 3.5.2 温度稳定性 |
| 3.5.3 温度场均匀性 |
| 3.5.4 不确定度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章. 液氮至室温温区NTC热敏电阻特性 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 液氮温区NTC热敏电阻温度计的制备 |
| 4.2.1 热敏电阻用陶瓷材料制备过程 |
| 4.2.2 液氮温区热敏电阻温度计的制作过程 |
| 4.3 液氮至室温温区NTC温度计基本特性分析 |
| 4.3.1 测试装置 |
| 4.3.2 低温下电阻特性测试结果 |
| 4.3.3 稳定性分析 |
| 4.3.4 校准方程拟合结果分析 |
| 4.3.5 温度计互换性 |
| 4.3.6 温度计的老化试验 |
| 4.4 磁场对液氮温区NTC温度计的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章. 液氢温区NTC热敏电阻温度计特性及分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 液氢温区用NTC热敏电阻的制备 |
| 5.2.1 制备过程 |
| 5.2.2 热敏电阻温度计的制作过程 |
| 5.2.3 性能表征 |
| 5.3 液氢至液氮温区NTC热敏电阻温度计电阻特性表征 |
| 5.3.1 测试装置 |
| 5.3.2 温度计老化特性 |
| 5.3.3 温度计电阻特性 |
| 5.3.4 磁场强度对NTC温度计的影响 |
| 5.3.5 La元素含量的对电阻特性的影响 |
| 5.4 校准方程的评估 |
| 5.4.1 主要的校准方程 |
| 5.4.2 评价拟合方程的标准 |
| 5.4.3 校准方程的比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章. 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 前景展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（7）液氢温区斯特林脉管制冷机预冷方法的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 脉管制冷机发展历程 |
| 1.3 脉管制冷机预冷结构发展 |
| 1.3.1 液氮预冷的斯特林脉管制冷机 |
| 1.3.2 复合型脉管制冷机 |
| 1.3.3 多级斯特林脉管制冷机 |
| 1.4 20K温区斯特林脉管制冷机的主要科学和技术问题 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 2.斯特林脉管制冷机预冷方法比较研究 |
| 2.1 制冷机热力学分析 |
| 2.1.1 闭式系统热力学分析 |
| 2.1.2 开式系统热力学分析 |
| 2.1.3 带预冷的制冷机热力学分析 |
| 2.2 脉管制冷机的交变流热力学分析 |
| 2.2.1 交变流动的热力学分析 |
| 2.2.2 脉管制冷机损失 |
| 2.2.3 预冷传输管的交变能量流分析 |
| 2.2.4 脉管的预冷方法 |
| 2.3 斯特林脉管制冷机预冷方式分类比较 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.预冷传输管脉管制冷机理论分析 |
| 3.1 预冷传输管的脉管制冷机整机模拟研究 |
| 3.1.1 整机模型 |
| 3.1.2 制冷机性能比较 |
| 3.1.3 能量流分布 |
| 3.1.4 预冷传输管结构一维模拟分析 |
| 3.2 预冷传输管CFD分析 |
| 3.2.1 预冷传输管CFD模型 |
| 3.2.2 CFD计算结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.带液氮预冷传输管的斯特林脉管制冷机实验研究 |
| 4.1 液氮预冷斯特林脉管制冷机实验装置 |
| 4.1.1 脉管制冷机系统 |
| 4.1.2 液氮预冷系统 |
| 4.1.3 真空绝热系统 |
| 4.1.4 测量系统和误差分析 |
| 4.2 预冷传输管和高温段回热器对比实验 |
| 4.2.1 实验工况 |
| 4.2.2 对比实验结果分析 |
| 4.3 预冷传输管运行参数优化实验 |
| 4.3.1 脉管长度优化 |
| 4.3.2 运行参数优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.基于DC流的预冷脉管制冷机理研究 |
| 5.1 两级斯特林脉管制冷机DC流研究 |
| 5.1.1 脉管制冷机DC流模型 |
| 5.1.2 模拟结果分析 |
| 5.2 双向进气和DC流效果对比 |
| 5.2.1 两级斯特林脉管制冷机的双向进气和DC流对比 |
| 5.2.2 预冷传输管的脉管制冷机的双向进气与DC流效果对比 |
| 5.3 DC流的实验验证 |
| 5.3.1 两级脉管制冷机DC流实验装置 |
| 5.3.2 DC流实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）超导波荡器冷却和冷质量支撑系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 第三代同步辐射光源和自由电子激光装置 |
| 1.1.2 插入件的发展及应用现状 |
| 1.1.3 超导波荡器技术及研究现状 |
| 1.2 超导波荡器的关键技术及研究现状 |
| 1.2.1 超导波荡器冷却技术 |
| 1.2.2 超导波荡器冷质量支撑技术 |
| 1.3 本课题研究内容和意义 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 超导波荡器的冷却设计及分析 |
| 2.1 SCU冷却方案 |
| 2.1.1 SCU模型机的主要技术要求 |
| 2.1.2 SCU模型机的总体冷却方案 |
| 2.2 SCU超导磁体及其冷却结构 |
| 2.3 SCU束流管及其冷却结构 |
| 2.4 二元电流引线及其冷却结构 |
| 2.5 SCU冷屏及其及其冷却结构 |
| 2.6 SCU的热负载及理论分析 |
| 2.6.1 SCU热负载的主要来源和理论分析模型 |
| 2.6.2 SCU热负载的影响因素分析 |
| 2.6.3 SCU模型机的总热负载 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 超导波荡器的冷却实验测试 |
| 3.1 磁体的冷却结构 |
| 3.1.1 磁体的骨架及冷却结构 |
| 3.1.2 磁体冷却管路与骨架的焊接工艺实验测试 |
| 3.1.3 磁体骨架的冷却性能测试 |
| 3.2 SCU模型机的冷却测试 |
| 3.2.1 SCU模型机低温测试平台 |
| 3.2.2 降温冷却测试 |
| 3.2.3 液氦积液测试 |
| 3.2.4 冷却系统运行稳定性测试 |
| 3.2.5 二元电流引线加载测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 SCU冷质量支撑系统的设计及热力分析 |
| 4.1 超导磁体支撑 |
| 4.1.1 磁体支撑总体结构 |
| 4.1.2 磁体支撑拉带组件 |
| 4.1.3 磁体支撑低温端结构 |
| 4.1.4 磁体支撑常温端可调节机构 |
| 4.1.5 超导磁体支撑的应力分析 |
| 4.2 冷屏支撑 |
| 4.2.1 冷屏支撑方案 |
| 4.2.2 冷屏支撑的应力及变形分析 |
| 4.3 束流管支撑 |
| 4.3.1 束流管支撑方案 |
| 4.3.2 束流管的形变分析 |
| 4.4 冷质量支撑材料的选择 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 SCU超导磁体自对心式支撑的理论分析与实验测试 |
| 5.1 自对心式支撑的理论分析 |
| 5.1.1 自对心式支撑理论分析思路 |
| 5.1.2 自对心式支撑理论建模与求解 |
| 5.1.3 自对心式支撑的结构偏心对自对心性的影响 |
| 5.1.4 理论模型的误差分析 |
| 5.2 自对心式支撑的实验验证 |
| 5.2.1 自对心性能实验测试平台 |
| 5.2.2 自对心性能实验验证 |
| 5.2.3 偏心对自对心性影响的实验验证 |
| 5.3 自对心式支撑的稳定性测试 |
| 5.3.1 振动测试原理及实验平台 |
| 5.3.2 振动测试实验及结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 创新之处 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的论文及研究成果 |
| 致谢 |
（10）高温超导材料特性测试装置（论文提纲范文）
| 1 高温超导电性 |
| 2 低温物理实验及其装置的特点[1] |
| 2.1 低温物理实验的特点 |
| 2.2 低温物理实验装置的设计和制作 |
| 2.3 低温恒温器和不锈钢杜瓦容器 |
| 2.4 电测量原理及测量设备 |
| 3 实验结果与分析 |
| 3.1 高温超导体YBCO电阻随温度变化的曲线 |
| 3.2 低温温度计的对比 |
| 3.3 思考题 |
四、一种用于1—40K的锗电阻温度计（论文参考文献）
- [1]1—40K温度的测量与分析[J]. 罗经纬,陈美兰,贾军,周昌文. 低温与超导, 1983(01)
- [2]脉冲强磁场科学实验用GM制冷机低温恒温器的研制与实验研究[D]. 王绍良. 华中科技大学, 2013(10)
- [3]30K温区斯特林/脉管复合型制冷机热力特性理论及实验研究[D]. 刘碧强. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(01)
- [4]二极管温度计和电阻温度计及其比较[J]. D.L.Swartz,J.M.Swartz,王先予. 低温与超导, 1975(01)
- [5]稀释制冷系统中温度计的研究[D]. 查奎帆. 四川师范大学, 2021(12)
- [6]锰酸铜系低温用热敏电阻温度传感器制备方法与性能表征研究[D]. 兰玉岐. 浙江大学, 2016(02)
- [7]液氢温区斯特林脉管制冷机预冷方法的理论与实验研究[D]. 黄宸. 浙江大学, 2020
- [8]超导波荡器冷却和冷质量支撑系统的研究[D]. 刘以勇. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2018(07)
- [9]温度传感器的近期发展[J]. 黄泽铣. 仪表材料, 1987(05)
- [10]高温超导材料特性测试装置[J]. 陆果,陈凯旋,薛立新. 物理实验, 2001(05)