本發(fā)明涉及溫度傳感領(lǐng)域，特別是一種可以用于測(cè)量2000k-3000k的高溫溫度傳感器以及溫度測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

溫度傳感器是用于將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他信號(hào)，從而測(cè)量溫度的傳感器。在航空航天、汽車(chē)、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域無(wú)不具有重要的意義。溫度傳感器分為非接觸式溫度傳感器和接觸式溫度傳感器。接觸式溫度傳感器是指通過(guò)傳感器的測(cè)溫區(qū)域與待測(cè)溫物體接觸來(lái)測(cè)量溫度的傳感器，具有測(cè)量精度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

熱電偶（thermocouple）是目前應(yīng)用非常廣泛的一種接觸式溫度傳感器。通過(guò)測(cè)量組成熱電偶的兩種不同金屬在相同的溫度梯度中產(chǎn)生的電勢(shì)差，即可獲得待測(cè)物體的溫度。熱電偶的測(cè)溫區(qū)域稱(chēng)作結(jié)區(qū)（junctionarea）。熱電偶的結(jié)區(qū)通常由組成該熱電偶的兩種金屬的合金構(gòu)成。該兩種金屬之間的界面會(huì)產(chǎn)生接觸電阻，導(dǎo)致電勢(shì)差測(cè)量不準(zhǔn)確。此外，由于合金的熔點(diǎn)低于組成該合金的金屬，從而限制了熱電偶可以測(cè)量的最高溫度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種溫度傳感器以及使用該溫度傳感器測(cè)量溫度的方法。該溫度傳感器，通過(guò)利用橫截面積不同的同種材料在相同溫度梯度下產(chǎn)生的電勢(shì)差，獲得待測(cè)物體的溫度。該溫度傳感器通過(guò)改變結(jié)區(qū)的結(jié)構(gòu)，提高了測(cè)量準(zhǔn)確度，并且提高了高溫測(cè)量范圍。

第一方面，本發(fā)明提供了一種溫度傳感器，包括測(cè)溫結(jié)區(qū)、粗臂和細(xì)臂，其中所述粗臂的一端與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)的一端連接；所述細(xì)臂的一端與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)的另一端連接；組成所述粗臂的材料與組成所述細(xì)臂的材料實(shí)質(zhì)相同；所述組成所述粗臂的材料與組成所述測(cè)溫結(jié)區(qū)的材料實(shí)質(zhì)相同；所述粗臂的橫截面積大于所述細(xì)臂的橫截面積。

通過(guò)上述方案，該溫度傳感器的測(cè)溫結(jié)區(qū)由單一材料構(gòu)成，而非成分不確定的合金，從而減少了不同金屬之間的接觸電阻，提高了電勢(shì)測(cè)量的準(zhǔn)確度，從而提高了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度。

第二方面，本發(fā)明提供了一種溫度測(cè)量方法，包括：將第一方面所述的溫度傳感器的所述測(cè)溫結(jié)區(qū)與待測(cè)溫物體接觸，所述待測(cè)溫物體的溫度為第一溫度；將所述粗臂的另一端與所述細(xì)臂的另一端均置于溫度為第二溫度的環(huán)境中，所述第一溫度與所述第二溫度不同；測(cè)量所述粗臂的另一端與所述細(xì)臂的另一端之間的電勢(shì)差；根據(jù)所述電勢(shì)差以及所述第二溫度，計(jì)算所述第一溫度。

根據(jù)第一方面或第二方面，可選的，所述組成所述粗臂的材料為熔點(diǎn)在2000開(kāi)氏度以上的高溫金屬。所述組成所述細(xì)臂的材料為熔點(diǎn)在2000開(kāi)氏度以上的高溫金屬。所述組成所述測(cè)溫結(jié)區(qū)的材料為熔點(diǎn)在2000開(kāi)氏度以上的高溫金屬。

根據(jù)第一方面或第二方面，可選的，所述組成所述粗臂的材料為金屬鎢，或者金屬鉬，或者金屬錸，或者金屬銠中的一種。所述組成所述細(xì)臂的材料為金屬鎢，或者金屬鉬，或者金屬錸，或者金屬銠中的一種。所述組成所述測(cè)溫結(jié)區(qū)的材料為金屬鎢，或者金屬鉬，或者金屬錸，或者金屬銠中的一種。

上述金屬的熔點(diǎn)高，可以用來(lái)測(cè)量高溫?zé)嵩吹臏囟?。由于測(cè)溫結(jié)區(qū)的材料為單一金屬，因此可測(cè)量的最高溫度，接近于該金屬的熔點(diǎn)，不會(huì)由于合金而降低測(cè)溫結(jié)區(qū)的熔點(diǎn)，從而可以用于測(cè)量傳統(tǒng)熱電偶無(wú)法測(cè)量的2000開(kāi)氏度以上的高溫?zé)嵩?。此外，金屬鎢、金屬鉬等材料不是貴重金屬，與傳統(tǒng)的鎢錸熱電偶相比降低了生產(chǎn)成本。

根據(jù)第一方面或第二方面，可選的，所述粗臂的橫截面積大于或等于10000平方微米；所述細(xì)臂的橫截面積大于或等于10平方微米；所述測(cè)溫結(jié)區(qū)的橫截面積大于或等于10平方微米。

根據(jù)第一方面或第二方面，可選的，所述粗臂與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)之間的連接為無(wú)界面連接，所述細(xì)臂與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)之間的連接為無(wú)界面連接，所述測(cè)溫結(jié)區(qū)內(nèi)部不存在接觸界面。

根據(jù)第一方面或第二方面，可選的，所述組成所述粗臂的材料包括主要物質(zhì)和第一雜質(zhì)，所述組成所述細(xì)臂的材料包括所述主要物質(zhì)和第二雜質(zhì)，所述第一雜質(zhì)與所述第二雜質(zhì)不同，或者所述第一雜質(zhì)與所述主要物質(zhì)的比例不同于所述第二雜質(zhì)與所述主要物質(zhì)的比例。

第三方面，本發(fā)明提供了一種溫度傳感器，包括第一傳感單元和第二傳感單元，其特征在于，所述第一傳感單元包括第一方面及其各個(gè)可選示例中任一所述的溫度傳感器；所述第二傳感單元包括第一方面及其各個(gè)可選示例中任一所述的溫度傳感器；所述第一溫度傳感單元與所述第二傳感單元的連接方式為串聯(lián)。

根據(jù)第一方面，第二方面或第三方面中的任一方面，粗臂或細(xì)臂中的某一個(gè)臂的傳感系數(shù)是指，該粗臂或細(xì)臂在單位溫度梯度中產(chǎn)生的電勢(shì)差。溫度傳感器的傳感系數(shù)是指，將該溫度傳感器的粗臂和細(xì)臂放置于相同的溫度梯度中，該粗臂兩端產(chǎn)生的電勢(shì)差與該細(xì)臂兩端產(chǎn)生的電勢(shì)差之差。

根據(jù)第一方面，第二方面或第三方面中的任一方面，溫度梯度是指具有一定溫度差的溫度環(huán)境。將溫度傳感器放置在某一溫度梯度中，是指將溫度傳感器的測(cè)溫結(jié)區(qū)、粗臂中與測(cè)溫結(jié)區(qū)連接的一端以及細(xì)臂中與測(cè)溫結(jié)區(qū)連接的一端均放置在溫度為第一溫度的環(huán)境中，并且將粗臂的另一端以及細(xì)臂的另一端均放置在溫度為第二溫度的環(huán)境中，所述第一溫度與第二溫度具有一定的溫度差。

根據(jù)第一方面，第二方面或者第三方面中的任一方面，所述粗臂是長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面積的等效直徑的幾何形體。所述細(xì)臂是長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面積的等效直徑的幾何形體。所述測(cè)溫結(jié)區(qū)是長(zhǎng)度大于橫截面積等效直徑的幾何形體。

根據(jù)第一方面，第二方面或第三方面中的任一方面，某種材料和另一種材料實(shí)質(zhì)相同是指，該兩種材料相同，或者該兩種材料的主要成分相同并且該兩種材料中的雜質(zhì)比例均小于預(yù)設(shè)值。

根據(jù)第一方面，第二方面或第三方面中的任一方面，某兩個(gè)部件之間為無(wú)界面連接是指，該兩個(gè)部件之間不存在接觸界面。

根據(jù)第一方面，第二方面或第三方面中的任一方面，某兩個(gè)元器件耦合是指該兩個(gè)元器件直接連接，或者該兩個(gè)元器件通過(guò)其他元器件間接連接并且該兩個(gè)元器件之間可以傳遞信號(hào)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)下熱電偶的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的一種溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2(a)為圖2所示的溫度傳感器的一個(gè)具體示例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。

圖2(b)為圖2所示的溫度傳感器的另一個(gè)具體示例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。

圖2(c)為圖2所示的溫度傳感器的又一個(gè)具體示例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。

圖2(d)為圖2所示的溫度傳感器的又一個(gè)具體示例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。

圖3為本發(fā)明提供的一種溫度測(cè)量方法的流程圖。

圖4為本發(fā)明提供的另一種溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的熱電偶的原理示意圖。如圖1所示，熱電偶包括第一金屬臂101，第二金屬臂102和測(cè)溫結(jié)區(qū)103組成。其中，組成第一金屬臂101的金屬與組成第二金屬臂102的金屬為不同種類(lèi)的金屬。測(cè)溫結(jié)區(qū)103與第一金屬臂101連接，例如在圖1所示的a點(diǎn)連接；測(cè)溫結(jié)區(qū)103與第二金屬臂102連接，例如在圖1所示的b點(diǎn)連接。舉例來(lái)說(shuō)，將第一金屬臂101和第二金屬臂102的一端在熔融狀態(tài)連接起來(lái)，然后冷卻，冷卻后的連接部分作為該測(cè)溫結(jié)區(qū)103。例如，在高溫?zé)犭娕贾?，第一金屬?01的材料可以是金屬鎢（tungsten，簡(jiǎn)稱(chēng)：w），第二金屬臂102的材料可以是金屬錸（rhenium，簡(jiǎn)稱(chēng)：re），那么測(cè)溫結(jié)區(qū)103為鎢錸合金。

熱電偶在測(cè)量溫度時(shí)，將測(cè)溫結(jié)區(qū)103與待測(cè)物體104接觸，通過(guò)熱傳導(dǎo)使得測(cè)溫結(jié)區(qū)103與待測(cè)物體104達(dá)到相同的溫度，例如t1。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，此時(shí)第一金屬臂101的a點(diǎn)溫度近似為t1，第二金屬臂102的b點(diǎn)溫度近似為t1。

熱電偶在測(cè)量溫度時(shí)，還將第一金屬臂101的另一端，即靠近第一金屬臂101的c點(diǎn)的一端，以及第二金屬臂102的另一端，即靠近第二金屬臂102的d點(diǎn)的一端，放置在與待測(cè)溫物體104不同的溫度環(huán)境中，例如該溫度環(huán)境的溫度為t2，并且t2與t1不同。那么，c點(diǎn)與d點(diǎn)的溫度也是t2。這時(shí)，a點(diǎn)與c點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差v1，b點(diǎn)與d點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差v2。將測(cè)溫結(jié)區(qū)103的電阻近似為零，則c點(diǎn)與d點(diǎn)之間的電勢(shì)差為v1-v2。組成第一金屬臂101的金屬的塞貝克系數(shù)（seebeckcoefficient）為s1，組成第二金屬臂102的金屬的塞貝克系數(shù)為s2，該s1與該s2不同。根據(jù)公式：v1-v2=(s1-s2)*(t1-t2)以及t2的值，可以得到t1的值。

上述方案的一個(gè)問(wèn)題在于，測(cè)溫結(jié)區(qū)103是第一金屬臂101與第二金屬臂102熔合而成的合金，因此會(huì)產(chǎn)生不確定的接觸電阻，從而導(dǎo)致圖1的a點(diǎn)和b點(diǎn)之間存在一個(gè)不確定的電勢(shì)差，使得在c點(diǎn)和d點(diǎn)測(cè)量到的電勢(shì)差與v1-v2的值不同，降低了測(cè)量精度。

上述方案的另一個(gè)問(wèn)題在于，測(cè)溫結(jié)區(qū)103熔點(diǎn)低于第一金屬臂101的熔點(diǎn)，或者低于第二金屬臂102的熔點(diǎn)，或者既低于第一金屬臂101的熔點(diǎn)也低于第二金屬臂102的熔點(diǎn)。從而限制了高溫測(cè)試中該熱電偶可以測(cè)試的最高溫度。例如上述鎢錸熱電偶，由于測(cè)溫結(jié)區(qū)103為鎢錸合金，金屬鎢和金屬錸的熔點(diǎn)都在3000攝氏度以上，然而鎢錸熱電偶可以測(cè)量的最高溫度通常不超過(guò)2000攝氏度。此外，常用的高溫?zé)犭娕?，例如鎢錸熱電偶，鉑銠熱電偶均包括貴重金屬，生產(chǎn)成本高。

圖2為本發(fā)明提供的一種溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，這種溫度傳感器包括粗臂201、細(xì)臂202和測(cè)溫結(jié)區(qū)203。其中所述粗臂201的一端與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的一端連接，所述細(xì)臂202的一端與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的另一端連接。組成所述粗臂201的材料與組成所述細(xì)臂202的材料實(shí)質(zhì)相同。組成所述粗臂201的材料與組成所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料實(shí)質(zhì)相同。所述粗臂201的橫截面積大于所述細(xì)臂202的橫截面積。

本發(fā)明中，某種材料和另一種材料實(shí)質(zhì)相同是指，該兩種材料相同，或者該兩種材料的主要成分相同并且該兩種材料中的雜質(zhì)比例均小于預(yù)設(shè)值。例如，該預(yù)設(shè)值可以是1%。

具體來(lái)說(shuō)，粗臂201是長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面積的等效直徑的幾何形體。例如，粗臂201是金屬絲，其長(zhǎng)度為40厘米，橫截面積為1平方毫米。粗臂201的橫截面積的形狀可以是圓形，矩形或者其他幾何形狀，本發(fā)明不做限制。

具體來(lái)說(shuō)，細(xì)臂202是長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面積的等效直徑的幾何形體。例如，細(xì)臂202是金屬絲，其長(zhǎng)度為40厘米，橫截面積為0.01平方毫米。細(xì)臂202的橫截面積的形狀可以是圓形，矩形或者其他幾何形狀，本發(fā)明不做限制。

具體來(lái)說(shuō)，粗臂201沿長(zhǎng)度的方向包括兩端，例如圖2所示e點(diǎn)附近為粗臂201的一端，g點(diǎn)附近為粗臂201的另一端。細(xì)臂202沿長(zhǎng)度的方向包括兩端，例如圖2所示的f點(diǎn)為細(xì)臂202的一端，h點(diǎn)附近為細(xì)臂202的另一端。測(cè)溫結(jié)區(qū)203沿長(zhǎng)度方向包括兩端，其中測(cè)溫結(jié)區(qū)203的一端與粗臂201在e點(diǎn)附近的一端連接，測(cè)溫結(jié)區(qū)203的另一端與細(xì)臂202在f點(diǎn)附近的一端連接。

粗臂201的另一端，例如圖2所示g點(diǎn)附近的一端用于與電壓測(cè)量?jī)x器耦合。細(xì)臂202的另一端，例如圖2所示的h點(diǎn)附近的一端用于與電壓測(cè)量?jī)x器耦合。以使得電壓測(cè)量?jī)x器可以測(cè)量出該粗臂201的另一端的電勢(shì)與該細(xì)臂202的另一端的電勢(shì)之間的差。下文中無(wú)特殊說(shuō)明的情況下，本發(fā)明實(shí)施例中將該該粗臂201的另一端的電勢(shì)與該細(xì)臂202的另一端的電勢(shì)之間的差，又稱(chēng)作溫度傳感器200產(chǎn)生的電勢(shì)差。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，粗臂201的長(zhǎng)度以及細(xì)臂202的長(zhǎng)度可以根據(jù)溫度傳感器200的器件所需的形態(tài)選取。舉例來(lái)說(shuō)，在溫度傳感器200需要遷入到小型設(shè)備，例如可穿戴設(shè)備中的情況下，粗臂201以及細(xì)臂202的長(zhǎng)度均可以選擇地較小，例如1厘米。舉例來(lái)說(shuō)，在溫度傳感器200需要測(cè)量高溫物體，如火箭發(fā)射器的內(nèi)部溫度時(shí)，由于測(cè)溫結(jié)區(qū)203與電壓測(cè)量?jī)x器需要保持較遠(yuǎn)的距離，則粗臂201以及細(xì)臂202的長(zhǎng)度均可以選擇地較長(zhǎng)，例如10米。粗臂201的長(zhǎng)度與細(xì)臂202的長(zhǎng)度可以相同，也可以不同。

本發(fā)明中，粗臂或細(xì)臂中的某一個(gè)臂的傳感系數(shù)是指，該粗臂或細(xì)臂在單位溫度梯度中產(chǎn)生的電勢(shì)差。例如某一個(gè)臂的一端和另一端之間的溫度差為1開(kāi)氏度（簡(jiǎn)稱(chēng)：k），該臂兩端的電勢(shì)差為10微伏特（簡(jiǎn)稱(chēng)：μv），則該臂的傳感系數(shù)為10μv/k。

本發(fā)明中，溫度傳感器的傳感系數(shù)是指，將該溫度傳感器的粗臂和細(xì)臂放置于相同的溫度梯度中，該粗臂兩端產(chǎn)生的電勢(shì)差與該細(xì)臂兩端產(chǎn)生的電勢(shì)差之差。

具體來(lái)說(shuō)，粗臂201的橫截面積與細(xì)臂202的橫截面積不同，則該粗臂201的傳感系數(shù)與該細(xì)臂202的傳感系數(shù)不同，從而使得溫度傳感器200存在一個(gè)非零的傳感系數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，粗臂201的橫截面積以及細(xì)臂202的橫截面積的值的選擇，需要使得溫度傳感器200在溫度梯度中產(chǎn)生的電勢(shì)差遠(yuǎn)大于測(cè)量過(guò)程中噪聲所帶來(lái)的電勢(shì)波動(dòng)。

圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)以及圖2(d)示出了溫度傳感器200的四個(gè)具體的示例中，溫度傳感器200被放置在不同溫度梯度中的產(chǎn)生的電勢(shì)差，以及在這些示例中溫度傳感器200的傳感系數(shù)。

圖2(a)為圖2所示的溫度傳感器200的一個(gè)具體示例中，溫度傳感器200被放置的溫度梯度的溫度差與溫度傳感器200產(chǎn)生的電勢(shì)差的關(guān)系圖。在該示例中，粗臂201的直徑為0.7毫米（簡(jiǎn)稱(chēng)：mm），細(xì)臂202的直徑為0.07mm。粗臂201，細(xì)臂202以及測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料均為金屬mo。圖2(a)的橫坐標(biāo)為溫度差，縱坐標(biāo)為溫度傳感器200在該溫度差之下產(chǎn)生的電勢(shì)差。斜率為溫度傳感器200的傳感系數(shù)，約為0.21微伏每開(kāi)氏度（簡(jiǎn)稱(chēng)：μv/k）。

圖2(b)為圖2所示的溫度傳感器200的另一個(gè)具體示例中，溫度傳感器200被放置的溫度梯度的溫度差與溫度傳感器200產(chǎn)生的電勢(shì)差的關(guān)系圖。在該示例中，粗臂201的直徑為0.6mm，細(xì)臂202的直徑為0.2mm。粗臂201，細(xì)臂202以及測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料均為金屬鈦（英文：titanium，簡(jiǎn)稱(chēng)：ti）。圖2(b)的橫坐標(biāo)為溫度差，縱坐標(biāo)為溫度傳感器200在該溫度差之下產(chǎn)生的電勢(shì)差。斜率為溫度傳感器200的傳感系數(shù)，約為0.33μv/k。

圖2(c)為圖2所示的溫度傳感器200的又一個(gè)具體示例中，溫度傳感器200被放置的溫度梯度的溫度差與溫度傳感器200產(chǎn)生的電勢(shì)差的關(guān)系圖。在該示例中，粗臂201的直徑為1mm，細(xì)臂202的直徑約為0.6mm。粗臂201，細(xì)臂202以及測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料均為銅-鋅合金，其中銅的比例約為63.5%，鋅的比例約為36.4%。圖2(c)的橫坐標(biāo)為溫度差，縱坐標(biāo)為溫度傳感器200在該溫度差之下產(chǎn)生的電勢(shì)差。斜率為溫度傳感器200的傳感系數(shù)，約為0.05μv/k。

圖2(d)為圖2所示的溫度傳感器200的又一個(gè)具體示例中，溫度傳感器200被放置的溫度梯度的溫度差與溫度傳感器200產(chǎn)生的電勢(shì)差的關(guān)系圖。在該示例中，粗臂201的直徑為0.7mm，長(zhǎng)度為，細(xì)臂202的直徑為0.07mm。粗臂201，細(xì)臂202以及測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料均為金屬w。圖2(d)的橫坐標(biāo)為溫度差，縱坐標(biāo)為溫度傳感器200在該溫度差之下產(chǎn)生的電勢(shì)差。斜率為溫度傳感器200的傳感系數(shù)。在該示例中，傳感系數(shù)隨溫度具有一定的變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，為獲得更精確的溫度測(cè)量值，可以根據(jù)該曲線(xiàn)的傳感系數(shù)計(jì)算待測(cè)物體的溫度。

通過(guò)上述方案，溫度傳感器只需采用粗細(xì)不同但是材料實(shí)質(zhì)相同的兩臂，即可將溫度差轉(zhuǎn)換為電勢(shì)差，從而實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。該溫度傳感器不需要采用兩種不同的金屬作為兩臂，從而簡(jiǎn)化了制造生產(chǎn)的工藝，降低了生產(chǎn)成本。此外，測(cè)溫結(jié)區(qū)也是單一材料構(gòu)成，而不需要采用成分不確定的合金，從而減少了接觸電阻的生成，提高了電勢(shì)差測(cè)量的準(zhǔn)確度，從而提高了溫度傳感精度。

可選的，測(cè)溫結(jié)區(qū)203的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于粗臂201的長(zhǎng)度，且遠(yuǎn)小于細(xì)臂202的長(zhǎng)度。例如在粗臂201和細(xì)臂202的長(zhǎng)度均為40cm的示例中，測(cè)溫結(jié)區(qū)203的長(zhǎng)度可以是2cm。

可選的，所述粗臂201與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的連接為無(wú)界面連接，所述細(xì)臂202與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的連接為無(wú)界面連接，所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203內(nèi)部不存在接觸界面。

本發(fā)明中，某兩個(gè)部件之間為無(wú)界面連接是指，該兩個(gè)部件之間不存在接觸界面。舉例來(lái)說(shuō)，同種金屬在熔融狀態(tài)下鑄模冷卻后形成的一個(gè)固態(tài)金屬元件之間不存在接觸界面。不同金屬在熔融狀態(tài)下混合冷卻形成的固態(tài)金屬元件，在不同金屬的分界處存在接觸界面。同種金屬在熔融狀態(tài)下鑄模冷卻后形成的多個(gè)固態(tài)金屬元件經(jīng)過(guò)粘合、焊接等方式連接在一起，則該連接處存在接觸界面。例如，在熔融狀態(tài)下生成一根粗細(xì)均勻的金屬絲，將所述金屬絲的一部分撕裂或打壓，以使得該部分的橫截面積小于原金屬絲的橫截面積。其中，撕裂或打壓后的部分作為溫度傳感器的細(xì)臂202，未經(jīng)打壓或撕裂的部分作為粗臂201，粗臂201與細(xì)臂202之間的一部分區(qū)域作為測(cè)溫結(jié)區(qū)203。又例如，將熔融狀態(tài)的金屬直接澆筑到預(yù)先制作的模具中，制成一根完整的包括粗臂201，測(cè)溫結(jié)區(qū)203以及細(xì)臂202的金屬絲。通過(guò)使溫度傳感器的各個(gè)部分均為無(wú)界面連接，可以消除由于連接界面導(dǎo)致的接觸電阻，進(jìn)一步提高測(cè)溫準(zhǔn)確度。

可選的，所述組成所述粗臂201的材料為熔點(diǎn)在2000開(kāi)氏度以上的高溫金屬。所述組成所述細(xì)臂202的材料為熔點(diǎn)在2000開(kāi)氏度以上的高溫金屬。所述組成所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料為熔點(diǎn)在2000開(kāi)氏度以上的高溫金屬。

舉例來(lái)說(shuō)，所述粗臂201、所述細(xì)臂202以及所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料均為金屬鎢，或者金屬鉬（molybdenum，簡(jiǎn)稱(chēng)：mo），或者金屬錸，或者金屬銠（rhodium，簡(jiǎn)稱(chēng)：rh）中的一種。上述金屬的熔點(diǎn)高，可以用來(lái)測(cè)量高溫?zé)嵩吹臏囟?。由于測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料為單一金屬，因此可測(cè)量的最高溫度，接近于該金屬的熔點(diǎn)，不會(huì)由于合金而降低測(cè)溫結(jié)區(qū)的熔點(diǎn)。此外，金屬鎢、金屬鉬等材料不是貴重金屬，因此降低了生產(chǎn)成本。

可選的，所述粗臂201的橫截面積大于或等于10000平方微米；所述細(xì)臂202的等效橫截面積或等于10平方微米；所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的橫截面積大于或等于10平方微米。

可選的，所述粗臂的材料包括主要物質(zhì)和第一雜質(zhì)，所述細(xì)臂的材料包括所述主要物質(zhì)和第二雜質(zhì)，所述第一雜質(zhì)與所述第二雜質(zhì)為不同的物質(zhì)，或者所述第一雜質(zhì)與所述主要物質(zhì)的比例不同于所述第二雜質(zhì)與所述主要物質(zhì)的比例。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)將粗臂和細(xì)臂中分別加入不同比例的少量雜質(zhì)，例如粗臂中加入1%的雜質(zhì)，細(xì)臂中加入0.5%的雜質(zhì)。例如，該雜質(zhì)可以是半導(dǎo)體材料，也可以是其他金屬。通過(guò)該方案，在對(duì)熔點(diǎn)影響較小的情況下，提高溫度傳感器的傳感系數(shù)。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種溫度測(cè)量方法，該方法采用的溫度傳感器為圖2所示的溫度傳感器200。溫度傳感器200包括粗臂201，細(xì)臂202和測(cè)溫結(jié)區(qū)203。其中所述粗臂201的一端與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的一端連接，所述細(xì)臂202的一端與所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的另一端連接。組成所述粗臂201的材料與組成所述細(xì)臂202的材料實(shí)質(zhì)相同；組成所述粗臂201的材料與組成所述測(cè)溫結(jié)區(qū)203的材料實(shí)質(zhì)相同所述粗臂201的橫截面積大于所述細(xì)臂202的橫截面積。該方法包括：s301，s302，s303以及s304。

s301，將溫度傳感器200的測(cè)溫結(jié)區(qū)203與待測(cè)溫物體接觸，所述待測(cè)溫物體的溫度為第一溫度th。待測(cè)物體會(huì)通過(guò)熱傳導(dǎo)使得測(cè)溫結(jié)區(qū)203的溫度也達(dá)到th，從而使得粗臂201的e點(diǎn)以及細(xì)臂202的f點(diǎn)的溫度也達(dá)到th。

s302，將溫度傳感器200的粗臂201的另一端與溫度傳感器200的細(xì)臂202的另一端均置于溫度為第二溫度tc的環(huán)境中，所述第一溫度th與所述第二溫度tc不同。

在一種可能的示例中，所述溫度為tc的環(huán)境可以是電壓測(cè)量?jī)x器所處的溫度環(huán)境。例如將粗臂201的g點(diǎn)和細(xì)臂202的h點(diǎn)均與電壓測(cè)量?jī)x器連接。在另一種可能的示例中，所述溫度為tc的環(huán)境可以是特定的恒溫環(huán)境，例如冰水混合物。

s303，測(cè)量所述的粗臂201的所述另一端與所述細(xì)臂202的所述另一端之間的電勢(shì)差。舉例來(lái)說(shuō)，測(cè)量粗臂201的g點(diǎn)的電勢(shì)與細(xì)臂202的h點(diǎn)的電勢(shì)之間的電勢(shì)差△v。

s304，根據(jù)所述電勢(shì)差以及所述第二溫度，計(jì)算所述待測(cè)溫物體的溫度。溫度計(jì)算的公式如公式（1）所示。

（1）

其中，△s(t)為某一特定溫度下，粗臂的傳感系數(shù)與細(xì)臂的溫度系數(shù)之差。進(jìn)一步地，在粗臂和細(xì)臂均具有基本恒定的傳感系數(shù)的情況下，例如圖2(a)，圖2(b)以及圖2(c)的示例中，△s(t)可以視作恒定的值△s。公式（1）可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為公式（2）。

（2）

圖4為本發(fā)明的另一種溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4所示的溫度傳感器，包括第一傳感單元410和第二傳感單元420。

第一傳感單元410包括圖2所示的溫度傳感器200。例如，所述第一傳感單元410包括粗臂401，細(xì)臂402以及測(cè)溫結(jié)區(qū)403。其中，粗臂401可以采用圖2所示的粗臂201，細(xì)臂402可以采用圖2所示的細(xì)臂202，測(cè)溫結(jié)區(qū)403可以采用圖2所示的測(cè)溫結(jié)區(qū)203。

第二傳感420可以是圖2所示的溫度傳感器200。例如，所述第二傳感單元420包括粗臂404，細(xì)臂405以及測(cè)溫結(jié)區(qū)406。其中，粗臂404可以采用圖2所示的粗臂201，細(xì)臂405可以采用圖2所示的細(xì)臂202，測(cè)溫結(jié)區(qū)406可以采用圖2所示的測(cè)溫結(jié)區(qū)203。

第一傳感單元410與所述第二傳感單元420的連接方式為串聯(lián)。舉例來(lái)說(shuō)，第一傳感單元410的細(xì)臂402與第二傳感單元420的粗臂404耦合。例如將細(xì)臂402的i點(diǎn)所在的一端與粗臂404的j點(diǎn)所在的一端連接起來(lái)。通過(guò)測(cè)量第一傳感單元410的粗臂401的k點(diǎn)所在的一端的電勢(shì)與第二傳感單元420的細(xì)臂405的l點(diǎn)所在的一端的電勢(shì)之間的電勢(shì)差，并采用圖3實(shí)施例中的公式（1）或者公式（2），可以獲得待測(cè)物體的溫度。區(qū)別僅在于，溫度傳感器400中的△s為圖3實(shí)施例中的△s的2倍。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，通過(guò)串聯(lián)更多的傳感單元，可以將傳感系數(shù)放大更多倍。

通過(guò)上述方案，除了具有圖2實(shí)施例中的優(yōu)點(diǎn)之外，還可以放大溫度傳感器的傳感系數(shù)，從而提高測(cè)量的靈敏度。此外，通過(guò)將第一傳感單元的細(xì)臂與第二傳感單元的粗臂連接在一起，進(jìn)一步減少了圖4所示的i點(diǎn)和j點(diǎn)之間由于粗臂、細(xì)臂熱傳導(dǎo)速率不同而可能產(chǎn)生的微小的溫度差，從而進(jìn)一步提高了測(cè)量精度。

本說(shuō)明書(shū)的各個(gè)部分均采用遞進(jìn)的方式進(jìn)行描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)介紹的都是與其他實(shí)施例不同之處。

最后需要說(shuō)明的是，以上所述僅為本發(fā)明技術(shù)方案的較佳實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的范圍。倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。