CN110823401A - 基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法 - Google Patents

基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法 Download PDF

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Abstract

一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻及使用方法。所述主动式Delta温区电阻具有对于不同频率的交流电信号呈现不同的实部阻值，且对于固定频率的交变电信号该实部电阻值随温度的增加呈现先增加后减小的趋势并在一定温度区间内呈现出极大值，而实现极值实部电阻的温区范围能够通过改变输入交变电信号的频率加以调节控制，优选亚稳相稀土镍基钙钛矿氧化物、掺杂二氧化钒、稀土铜铁基钙钛矿化合物、钙铁氧钙钛矿氧化物。通过对主动式Delta温区电阻施加具有一定可调频率的交变电信号，利用频率大小调节出现极大值实部电阻的温度范围，从而进一步实现对电子器件、电路等工作温度的可调节式主动锁定，以及对目标温区的探测与传感等电路智能化控制设计方面的应用。

Description

基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法
技术领域
本发明属于电子信息技术、自动控制、电子器件、人工智能等领域，具体地涉及一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻；利用交变电频率调节该电阻极值所在温区范围，进一步实现对电子器件、电路等工作温度的可调节式主动锁定，以及对目标温区的探测与传感等方面的应用。
背景技术
开发实现电子器件工作温度的精准探测传感与锁定调控等技术，对于发展电子信息技术、自动控制、电子器件领域具有重要的科学意义与应用价值。从数字电路角度，通常通过对温度的探测反馈等实现对电子器件以及电路工作温度的锁定与调控。其中，实现温度测量与传感的常用方法包括热敏电阻材料、热电偶、测温二极管等技术【1-10】。其中，热敏电阻的工作原理主要基于材料电阻率随温度的单调增大(正温度系数)或减小(负温度系数)关系，实现对温度的测量【8】。常见热敏电阻材料主要包括：锰基、镍基等具有尖晶石或钙钛矿结构的过渡族元素金属氧化物。热电偶主要通过具有电子(N-型)、空穴(P-型)类型的金属或半导体首尾相接后，在一个节点两段所产生的塞贝克电压与另一节点的温差间的近似线性变化关系，实现对温度的探测【11】。最为经典的是基于铂、铂铑等贵金属材料制备的热电偶被广泛应用于对温度的常规测量。测温二极管主要利用其反向电流电压关系随温度的变化规律，实现对温度的测量。上述对温度敏感器件的多元化，在温度探测、红外探测、微波吸收与热辐射探测等方面具有重要的应用价值，同时也为电路开发、自动控制、人工智能等领域的发展提供了丰富的设计元素【1-7】。虽然基于温度敏感测量与数字电路反馈的温度调控技术被广泛应用于电子信息与自动控制等领域之中，然而由于反馈需要一定的时间因而其对温度区间的锁定与控制具有一定的滞后性。
相比数字电路技术，利用模拟电路技术与特种温度控制器件可以实现对温度信号调控的更快、更直接反馈，以及更高的可靠性等优势。例如，基于稀土镍基钙钛矿氧化物制备的Delta温区阻变调节器可以通过调节稀土元素种类而锁定电子器件在特定温度区间的工作状态【10】。基于二氧化钒、稀土镍基钙钛矿氧化物等强关联氧化物材料的温致金属绝缘体相转变特性，利用该材料在一定特征温度下电阻率的突然转变，可以实现对电路或电子元器件的温度保护、涌浪电流抑制等方面的应用【9-12】。
然而，上述现有的可实现对温度锁定与控制的电子材料与器件技术，其可调节的温度范围与所使用的电子材料组分结构存在对应关系，因此需要根据所需的使用要求预先选择其对应材料与器件结构。目前尚缺乏一种能够实现对温区锁定更加灵活可调的技术，及通过电学手段灵而非材料组分实现对金属绝缘体相变、Delta-温区阻变等特性实现更加灵活的调控。
参考文献：
【1】吴诚，苏君红，潘顺臣等，非致冷红外焦平面技术评述(上)，红外技术，1999，21(1)：6
【2】吴诚，苏君红，潘顺臣等，非致冷红外焦平面技术评述(下)，红外技术，1999，21(2)：1
【5】Chen,Changhong，Yi,Xinjian，Zhang,Jing，et al.，Linear uncooledmicrobolometer array based on VOx thin films，Infrared Physics and Technology，2001，42(2)：87
【6】顾文韵，皮德富，非致冷测辐射热计的研制方案，红外技术，2000，22(5)：10
【7】A.Rogalski,Infrared detectors:an overview.Infrared Physics&Technology 2002,43,187–210
【8】E.Ohg,Negative temperature coefficient resistance(NTCR)ceramicthermistors:An industrial perspective.J.Am.Ceram.Soc.,2009,92,967–983
【9】J.Chen,H.Hu,J.Wang,T.Yajima,B.Ge,X.Ke,H.Dong,Y.Jiang,N.Chen,N.,Overcoming synthetic metastabilities and revealing metal-to-insulatortransition&thermistor bi-functionalities for d-band correlation perovskitenickelates.Mater.Horizons,2019,6,788
【10】J.Chen,H.Hu,T.Yajima,J.Wang,B.Ge,H.Dong,Y.Jiang and N.Chen,Delta-temperatural electronic transportation achieved in metastable perovskiterare-earth nickelate thin films.J.Mater.Chem.C,2019,7,8101
【11】J.Chen,H.Hu,J.Wang,C.Liu,X.Liu,Z.Li and N.Chen,A d-band electroncorrelated thermoelectric thermistor established in metastable perovskitefamily of rare-earth nickelates.This:ACS Appl.Mater.Interfaces 2019,11,34128-34134
【12】J.B.Goodenough,The two components of crystallographic transitionin VO2.J.Solid State Chem.,1971,3,490–500
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻及其使用方法。其同时具有以下特征：该电阻对于不同频率的交流电信号呈现不同的实部阻值，且对于固定频率的交变电信号该实部电阻值随温度的增加呈现先增加后减小的趋势并在一定温度区间内呈现出极大值，而实现极值实部电阻的温区范围能够通过改变输入交变电信号的频率加以调节控制。所述主动式Delta温区电阻在应用中的主要构思在于，通过施加具有一定可调频率的交变电信号，利用频率大小调节出现极大值实部电阻的温度范围，从而进一步实现对电子器件、电路等工作温度的可调节式主动锁定，以及对目标温区的探测与传感等电路智能化控制设计方面的应用。
一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于：主动式Delta温区电阻所使用的敏感材料主要包括具有d-电子轨道电子的过渡族金属氧化物强关联材料以及处于热力学亚稳定相或非平衡态下的半导体材料；该电阻对于不同频率的交流电信号呈现不同的实部阻值，且对于固定频率的交变电信号该实部电阻值随温度的增加呈现先增加后减小的趋势并在一定温度区间内呈现出极大值，而实现极值实部电阻的温区范围能够通过改变输入交变电信号的频率加以调节控制。
所述主动式Delta温区电阻在应用中的主要构思在于，通过施加具有一定可调频率的交变电信号，利用频率大小调节出现极大值实部电阻的温度范围，从而进一步实现对电子器件、电路工作温度的可调节式主动锁定，以及对目标温区的探测与传感电路智能化控制设计方面的应用。
1.如权利要求1所述基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于所述的敏感材料为亚稳相稀土镍基钙钛矿氧化物(ReNiO3)、掺杂二氧化钒、稀土铜铁基钙钛矿化合物(RexCu1-xFeO3，0<x<1)、钙铁氧钙钛矿氧化物(CaFeO3)。
进一步地，所述亚稳相稀土镍基钙钛矿氧化物的化学组成为ReNiO3：Re位为稀土元素以及具有正三价的类稀土元素的单一元素或多元素组合；Ni位为镍元素，所述Re位(A位)为钐(Re＝Sm)、钇(Re＝Y)、铕(Re＝Eu)、镝(Re＝Dy)、铥(Tm)、钆(Gd)、钬(Ho)、镱(Yb)、铽(Tb)、钐铺(Re＝SmxPr1-x，0<x<1)、铕钐(Re＝SmxPr1-x，0<x<1)、铕钕(Re＝EuxNd1-x，0<x<1)；铕铺(Re＝EuxPr1-x，0<x<1)。
进一步地，通过稀土镍基钙钛矿化合物钙钛矿结构中Re位原子位的稀土元素比例、材料应力状态、应力加载取向等手段，可以实现对其电阻实部极大值出现的温区中心温度、温区宽度、极值中心温度电阻相对于临近温区的阻值变化等电学性能随输入交变电信号频率的调制关系。
进一步地，所述掺杂二氧化钒包括二氧化钒本征材料(VO2)以及利用过渡族元素取代VO2中的钒所在晶格位置所获得化合物，所述掺杂元素优选钨(W)，通过控制掺杂二氧化钒中掺杂元素种类与掺杂量、应力加载取向等手段，可以实现对其电阻实部极大值出现的温区中心温度、温区宽度、极值中心温度电阻相对于临近温区的阻值变化等电学性能随输入交变电信号频率的调制关系。
进一步地，所述稀土铜铁基钙钛矿化合物(RexCu1-xFeO3，0<x<1)具有钙钛矿晶体结构，Re包括镧(Re＝La)、钐(Re＝Sm)、钇(Re＝Y)、铕(Re＝Eu)、镝(Re＝Dy)、铥(Tm)、钆(Gd)、钬(Ho)、镱(Yb)、铽(Tb)，通过控制稀土元素种类以及其与铜元素的相对比例、应力加载取向等手段，可以实现对其电阻实部极大值出现的温区中心温度、温区宽度、极值中心温度电阻相对于临近温区的阻值变化等电学性能随输入交变电信号频率的调制关系。
进一步地，所述敏感材料的电阻率在一段设定的温度区间内明显高于其之外两端范围1-5个数量级，从而呈现电阻率随温度的Delta变化，将所述电阻率率随温度的Delta变化应用于电路设计，通过输入交变信号的频率控制该电阻与其它电子器件的并联分流或串联分压效应，实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，获得了一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻及其使用方法。与传统的电阻、热敏电阻、Delta温区电阻等电子元器件相区别，本发明所提供的基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻可实现对每一种输入频率的交变信号产生具有不同中心温度的Delta温区电阻，即在一个可通过频率调节的温度区间所实现的实部电阻率明显高于其它温度范围的特性。应用于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的敏感材料主要包括亚稳相稀土镍基钙钛矿氧化物(ReNiO3)、掺杂二氧化钒、稀土铜铁基钙钛矿化合物(RexCu1-xFeO3，0<x<1)、钙铁氧钙钛矿氧化物(CaFeO3)等体系d-电子轨道过渡族氧化物强关联材料。通过改变稀土元素种类与比例、掺杂元素种类与比例、材料应力状态、应力加载取向等手段，可以实现对Delta温区电阻其电阻实部极大值出现的温区中心温度、温区宽度、极值中心温度电阻相对于临近温区的阻值变化等电学性能随输入交变电信号频率的调制关系。将所述电阻率率随温度的Delta变化应用于电路设计，通过输入交变信号的频率控制该电阻与其它电子器件的并联分流或串联分压效应，实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
附图说明
图1为EuNiO3对3X104 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
图2为EuNiO3对5X104 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
图3为EuNiO3对1.1X105 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
图4为EuNiO3对2.4X105 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
图5为GdNiO3对6X103 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
图6为GdNiO3对2.7X104 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
图7为GdNiO3对5X104 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
图8为GdNiO3对8.9X104 Hz交流输入电信号的实部电阻随温度的变化关系。
具体实施方式
实施例1：
制备处于压应力状态下的铕镍氧钙钛矿氧化物(EuNiO3)薄膜材料，其对不同频率的交变正弦电信号具有如图1、图2、图3、图4所示的实部电阻变化关系。可以看出，交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例2：
制备处于压应力状态下的钆镍氧钙钛矿氧化物(GdNiO3)薄膜材料，其对不同频率的交变正弦电信号具有如图5、图6、图7、图8所示的实部电阻变化关系。可以看出，交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例3：
制备处于拉应力状态下的钐镍氧钙钛矿氧化物(SmNiO3)薄膜材料，其对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例4：
制备钐铕镍氧钙钛矿氧化物(Sm0.75Eu0.25NiO3)多晶块体材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例5：
制备铕钕镍氧(Eu0.5Nd0.5NiO3)多晶薄膜材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。通过输入1-108Hz的交变频率可以在2K-300K之间调节Delta温区阻变的极值电阻温度范围。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例6：
制备钙铁氧(CaFeO3)多晶块体材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。通过输入1-108Hz的交变频率可以在50K-400K之间调节Delta温区阻变的极值电阻温度范围。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例7：
制备钙铁氧(CaFeO3)薄膜材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。通过输入1-108Hz的交变频率可以在50K-400K之间调节Delta温区阻变的极值电阻温度范围。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例8：
制备镧铜铁氧(La0.25Cu0.75FeO3)多晶块体材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。通过输入1-108Hz的交变频率可以在2K-300K之间调节Delta温区阻变的极值电阻温度范围。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例9：
制备铺铜铁氧(Pr0.25Cu0.75FeO3)多晶块体材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例10：
制备钕铜铁氧(Nd0.25Cu0.75FeO3)薄膜材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例11：
制备镝铜铁氧(Dy0.25Cu0.75FeO3)多晶块体材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例12：
制备二氧化钒(VO2)薄膜材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例13：
制备钨掺杂二氧化钒(W0.1V0.9O2.1)薄膜材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例14：
制备三氧化二钒(V2O3)薄膜材料，该材料对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
实施例15：
制备出铥镍氧钙钛矿氧化物(TmNiO3)粉体材料，其单一粉体直径在50微米左右，对不同频率的交变正弦电信号具有不同的实部电阻变化关系。随交变电信号随频率的不断增加，该材料实部电阻出现极大值的温度电逐渐向高温段移动，即通过调控频率，实现了对Delta温区电阻的主动调节。通过输入1-108Hz的交变频率可以在100K-700K之间调节Delta温区阻变的极值电阻温度范围。将该材料进一步作为Delta电阻通过串联与并联关系应用于电路中，通过控制输入端交变电流频率，进一步实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。

Claims (7)

1.一种基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于：主动式Delta温区电阻所使用的敏感材料主要包括具有d-电子轨道电子的过渡族金属氧化物强关联材料以及处于热力学亚稳定相或非平衡态下的半导体材料；该电阻对于不同频率的交流电信号呈现不同的实部阻值，且对于固定频率的交变电信号该实部电阻值随温度的增加呈现先增加后减小的趋势并在一定温度区间内呈现出极大值，而实现极值实部电阻的温区范围能够通过改变输入交变电信号的频率加以调节控制；所述主动式Delta温区电阻在应用中的主要构思在于，通过施加具有一定可调频率的交变电信号，利用频率大小调节出现极大值实部电阻的温度范围，从而进一步实现对电子器件、电路工作温度的可调节式主动锁定，以及对目标温区的探测与传感电路智能化控制设计方面的应用。
2.如权利要求1所述基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于所述的敏感材料为亚稳相稀土镍基钙钛矿氧化物(ReNiO3)、掺杂二氧化钒、稀土铜铁基钙钛矿化合物(RexCu1-xFeO3，0<x<1)、钙铁氧钙钛矿氧化物(CaFeO3)。
3.如权利要求2所述基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于所述亚稳相稀土镍基钙钛矿氧化物的化学组成为ReNiO3：Re位为稀土元素以及具有正三价的类稀土元素的单一元素或多元素组合；Ni位为镍元素，所述Re位(A位)为钐(Re＝Sm)、钇(Re＝Y)、铕(Re＝Eu)、镝(Re＝Dy)、铥(Tm)、钆(Gd)、钬(Ho)、镱(Yb)、铽(Tb)、钐铺(Re＝SmxPr1-x，0<x<1)、铕钐(Re＝SmxPr1-x，0<x<1)、铕钕(Re＝EuxNd1-x，0<x<1)；铕铺(Re＝EuxPr1-x，0<x<1)。
4.如权利要求2所述基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于通过稀土镍基钙钛矿化合物钙钛矿结构中Re位原子位的稀土元素比例、材料应力状态、应力加载取向手段，能实现对其电阻实部极大值出现的温区中心温度、温区宽度、极值中心温度电阻相对于临近温区的阻值变化电学性能随输入交变电信号频率的调制关系。
5.如权利要求2所述基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于所述掺杂二氧化钒包括二氧化钒本征材料(VO2)以及利用过渡族元素取代VO2中的钒所在晶格位置所获得化合物，所述掺杂元素选择钨(W)，通过控制掺杂二氧化钒中掺杂元素种类与掺杂量、应力加载取向手段，能实现对其电阻实部极大值出现的温区中心温度、温区宽度、极值中心温度电阻相对于临近温区的阻值变化电学性能随输入交变电信号频率的调制关系。
6.如权利要求2所述基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于所述稀土铜铁基钙钛矿化合物(RexCu1-xFeO3，0<x<1)具有钙钛矿晶体结构，Re包括镧(Re＝La)、钐(Re＝Sm)、钇(Re＝Y)、铕(Re＝Eu)、镝(Re＝Dy)、铥(Tm)、钆(Gd)、钬(Ho)、镱(Yb)、铽(Tb)，通过控制稀土元素种类以及其与铜元素的相对比例、应力加载取向手段，能实现对其电阻实部极大值出现的温区中心温度、温区宽度、极值中心温度电阻相对于临近温区的阻值变化电学性能随输入交变电信号频率的调制关系。
7.如权利要求1或2所述基于变频温区极值阻抗的主动式Delta温区电阻的使用方法，其特征在于所述敏感材料的电阻率在一段设定的温度区间内明显高于其之外两端范围1-5个数量级，从而呈现电阻率随温度的Delta变化，将所述电阻率率随温度的Delta变化应用于电路设计，通过输入交变信号的频率控制该电阻与其它电子器件的并联分流或串联分压效应，实现对特定温度区间范围的器件功能锁定、温区探测与传感、电路保护、涌浪电流抑制电路智能化控制设计。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114544023A (zh) * 2022-01-25 2022-05-27 北京科技大学 一种阵列式稀土镍基氧化物精密测温系统及使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6525951B1 (en) * 2002-01-25 2003-02-25 Derek Albert Paice Simplified wye connected 3-phase to 9-phase auto-transformer
CN107240641A (zh) * 2017-06-20 2017-10-10 北京科技大学 基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法
CN109133201A (zh) * 2018-09-19 2019-01-04 北京科技大学 基于多组分a位共掺杂镍基钙钛矿氧化物材料及使用方法
CN109859916A (zh) * 2019-01-15 2019-06-07 北京科技大学 一种基于稀土镍基钙钛矿化合物的Delta温区电阻
CN110146199A (zh) * 2019-05-09 2019-08-20 北京科技大学 一种基于亚稳相稀土镍基氧化物的压力探测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6525951B1 (en) * 2002-01-25 2003-02-25 Derek Albert Paice Simplified wye connected 3-phase to 9-phase auto-transformer
CN107240641A (zh) * 2017-06-20 2017-10-10 北京科技大学 基于氢化稀土镍基钙钛矿氧化物的非线性电阻的制备方法
CN109133201A (zh) * 2018-09-19 2019-01-04 北京科技大学 基于多组分a位共掺杂镍基钙钛矿氧化物材料及使用方法
CN109859916A (zh) * 2019-01-15 2019-06-07 北京科技大学 一种基于稀土镍基钙钛矿化合物的Delta温区电阻
CN110146199A (zh) * 2019-05-09 2019-08-20 北京科技大学 一种基于亚稳相稀土镍基氧化物的压力探测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张国庆等: ""择优掺杂的La-Ca-Na-Mn-O体系的庞磁电阻效应"", 《中国稀土学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114544023A (zh) * 2022-01-25 2022-05-27 北京科技大学 一种阵列式稀土镍基氧化物精密测温系统及使用方法
CN114544023B (zh) * 2022-01-25 2022-11-11 北京科技大学 一种阵列式稀土镍基氧化物精密测温系统及使用方法

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