跟著出產(chǎn)和科技的翻開(kāi)，許多本地對(duì)溫度丈量與操控的央求愈來(lái)愈高，而通常慣例溫度傳感器難以滿意央求，需要高精度、高分辯力的溫度傳感器和測(cè)溫儀器。而石英晶體溫度傳感器及溫度計(jì)便是具有高分辯力（0.000 1℃）、高線性度 （0.002％）和高安穩(wěn)性，適合中低溫丈量的新式溫度傳感器和測(cè)溫儀器。

　　1．作業(yè)原理

　　運(yùn)用石英晶體的固有頻率隨溫度改動(dòng)而改動(dòng)的特性來(lái)測(cè)溫的儀器，稱為石英溫度計(jì)。

　　石英的固有振蕩頻率可用下式標(biāo)明

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

　　式中，f為固有振蕩頻率；n為諧波次數(shù)；b為振子的厚度；σ為密度；C為彈性常數(shù)。

　　石英振子的頻率還與溫度具有下列近似聯(lián)絡(luò)

ft=f0[l+α（t-t0）+β（t-t0）2+γ（t-t0） 3] 　　　　　　　（2）

式中，f０為在溫度為t０時(shí)的頻率；f０為在溫度為t時(shí)的頻率；t０為基準(zhǔn)參看溫度；α，β，γ為一次、二次、三次冪的溫度系數(shù)。

　　系數(shù)α，β，γ隨石英晶體的切開(kāi)視點(diǎn)的改動(dòng)而改動(dòng)。當(dāng)切開(kāi)視點(diǎn)紛歧同，溫度系數(shù)也顯著紛歧樣，闡明石英的頻率溫度系數(shù)既是切開(kāi)視點(diǎn)的函數(shù)，又是溫度的函數(shù)。所謂頻率溫度系數(shù)，是指溫度添加1℃時(shí)，其頻率改動(dòng)的相對(duì)偏移量。許多研討和實(shí)驗(yàn)標(biāo)明選用Y切開(kāi)的石英晶體片的振蕩頻率與溫度呈線性聯(lián)絡(luò)，其斜率（即頻率溫度系數(shù)）約為十00Hz／℃。

　　2．石英晶體傳感器構(gòu)造

　　石英溫度計(jì)通常選用石英振蕩器，構(gòu)成一個(gè)挑選頻率的諧振回路，而石英振子有些，通常選用易承受溫度改動(dòng)的構(gòu)造。石英傳感器的構(gòu)造通常如圖 所示，石英振子置于不銹鋼維護(hù)管的上部，使其對(duì)外界溫度改動(dòng)活絡(luò)。由支柱支持，振子的雙面張貼有用金等功用安穩(wěn)的金屬或合金制成的電極，并用引線與外部連通。石英振子雖由支柱支持，但是它將阻遏振子振蕩，并且，外界振蕩及沖擊等又要改動(dòng)其支持方位，都對(duì)精確測(cè)溫倒運(yùn)。但是，若使石英片悠閑振蕩，支持方位又不受沖擊是恰當(dāng)艱難的。

　　3．石英溫度計(jì)首要特性

　　①高分辯力分辯力達(dá)0.001～0.0001℃；

　　②高精度 在一50～120℃方案內(nèi)，其差錯(cuò)為±0.05℃（通常溫度計(jì)的差錯(cuò)通常大于±0.1℃）；

　　③高安穩(wěn)度 年改動(dòng)在0.02℃以內(nèi)；

　　④熱滯后差錯(cuò)小，能夠疏忽；

　　⑤因是頻率輸出型傳感器，后續(xù)丈量與處理電路方案便當(dāng)、簡(jiǎn)略，且可不受拓寬器漂移及電源不堅(jiān)決的影響，可便本地遠(yuǎn)間隔（如1500m）傳送溫度丈量信號(hào)；

　　⑥其精度和安穩(wěn)功用夠作為溫衡量值傳遞的規(guī)范及次級(jí)規(guī)范運(yùn)用；

　　⑦石英傳感器的抗強(qiáng)沖擊功用較差，故在設(shè)備、運(yùn)送和運(yùn)用需分外留神。

圖1　石英溫度傳感器

1-石英片；2-支柱；3-電極；4-引線

　　4．溫度計(jì)的標(biāo)定

　　由頻率與溫度的聯(lián)絡(luò)式（2）可知，只需斷定了式中的α，β，γ的值，就可運(yùn)用式（2）求得被測(cè)溫度。下面以某國(guó)產(chǎn)規(guī)范低溫石英溫度計(jì)標(biāo)定為例作一介紹。

　　該種溫度計(jì)的測(cè)溫方案為-80～0℃；測(cè)溫的不斷定度為15mK；分辯力為2～0.2mK，標(biāo)守時(shí)選用水的三相點(diǎn)溫度作為基準(zhǔn)參比溫度t０，以一等規(guī)范鉑電阻溫度計(jì)作規(guī)范，在恒溫槽中與石英溫度計(jì)作比照檢定。終究用最小二乘法擬合頻率溫度聯(lián)絡(luò)式，求出α，β，γ三個(gè)溫度系數(shù)。標(biāo)定后的石英溫度計(jì)就可投入運(yùn)用。