商业化、可稳定使用的PT1000探头,其最小直径大约可以做到 0.5mm 到 1.0mm。
而在实验室或特殊应用领域,利用薄膜工艺制作的PT1000芯片本身,其尺寸可以小到1mm x 1mm甚至更小,但这还不是一个完整的“探头”。
详细分解与不同类型的最小尺寸
1. 最常见的微型封装:玻璃封装或金属铠装
这是工业上能买到的、兼顾了强度和耐用性的最小探头形式。
典型尺寸:直径 φ0.8mm ~ φ1.5mm 非常普遍。
极限尺寸:有些制造商可以做到 φ0.5mm。
挑战:
引线应力:探头越小,连接它的引线所带来的应力和热传导影响就越大,会影响测量精度。
机械强度:过于纤细的探头非常脆弱,容易在安装和使用中折断。
封装难度:在如此小的空间内,要保证铂电阻丝与引线的可靠连接、并实现充分的气密性绝缘封装,工艺难度和成本都很高。
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2. 薄膜PT1000芯片
这是实现小型化的核心技术。它不是用铂丝绕制,而是在陶瓷基片上通过溅射工艺镀上一层极薄的铂膜,然后用激光刻蚀成蜿蜒的电阻路径。
典型尺寸:常见的芯片尺寸为 1.0mm x 1.0mm 到 2.0mm x 2.0mm。
极限尺寸:可以做到 0.5mm x 0.5mm 甚至更小。
注意:这只是一个感温芯片,还不是一个完整的“探头”。要把它变成探头,还需要焊接引线、并进行封装(例如用玻璃或硅胶包覆),这会使最终尺寸变大。
3. 理论极限与实验室级别
如果抛开商业可用性和机械强度,只追求感温元件的物理尺寸:
利用MEMS(微机电系统)技术,可以在硅晶圆上制作出微米级别的铂电阻结构。
然而,这样的结构极其脆弱,几乎没有机械性能可言,通常只能作为其他集成传感器的一部分,无法独立作为“探头”使用。并且,其电阻值会变得非常小,温度变化的信噪比很差,测量电路非常复杂。
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