一種石墨烯納米帶的表面溫度測試電路和測試方法 技術領域 [0001] 本發(fā)明涉及石墨烯應用技術領域，尤其涉及一種石墨烯納米帶的表面溫度測試電路和測試方法。 背景技術 [0002] 石墨烯材料是近年來最受產業(yè)界關注和最具應用前景的高新材料。英國曼徹斯特大學的物理學家Andre Geim教授和Konstantin Novoselov博士因從事石墨烯的研究并揭示了其性質而獲得2010年諾貝爾物理學獎。 [0003] 石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質，結構非常穩(wěn)定。石墨烯各個碳原子間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形。這樣，碳原子就不需要重新排列來適應外力，這也就保證了石墨烯結構的穩(wěn)定，使得石墨烯比金剛石還堅硬，同時可以像拉橡膠一樣進行拉伸。這種穩(wěn)定的晶格結構還使石墨烯具有優(yōu)秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于其原子間作用力非常強，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中的電子受到的干擾也非常小。石墨烯的另一特性是具有超強的導熱能力，其導熱系數(shù)遠高于銅銀等高導熱金屬材料。因此，石墨烯具有優(yōu)異的電學、熱學和力學性能，可望在高性能納米電子器件、復合材料、氣體傳感器及能量存儲等領域獲得廣泛應用。 [0004] 最近，我們實驗研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯納米帶的電阻在寬的溫度范圍內（-75～100℃）-1 隨溫度升高成線性遞減的關系，而且其電阻溫度系數(shù)的絕對值達到0.00415K ，大于目前常-1 用做電阻測溫元件的鉑金屬的電阻溫度系數(shù)（-0.0039K ）。另一方面石墨烯納米帶柔軟、易貼附且與表面結合緊密，可最大限度減小接觸熱阻；而且石墨烯導熱系數(shù)大，可迅速與待測表面形成熱平衡。可見，基于石墨烯納米帶的電阻測溫元件具有靈敏度高、反應時間快等優(yōu)點，能夠克服常規(guī)接觸式測溫因接觸熱阻帶來的測量誤差。 發(fā)明內容 [0005] 針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種石墨烯納米帶的表面溫度測試電路和測試方法。 [0006] 本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種石墨烯納米帶的表面溫度測試電路，所述測試電路包括標準電阻和與標準電阻串聯(lián)的石墨烯納米帶，所述石墨烯納米帶的兩端設置有第二數(shù)字萬用表，所述標準電阻兩端設置有第一數(shù)字萬用表，所述第一數(shù)字萬用表和第二數(shù)字萬用表均連接在一臺計算機上，所述測試電路還包括恒流電源，所述恒流電源一端連接在石墨烯納米帶上，另一端通過一開關連接在標準電阻上。 [0007] 一種利用上述電路測試石墨烯納米帶的表面溫度的方法，所述方法包括以下步驟： [0008] （一）.測定電阻溫度系數(shù)： [0009] （1）、將所述石墨烯納米帶的表面溫度測試電路置于溫度可控的高精度數(shù)顯恒溫腔中，其中恒溫腔的變溫范圍-196～500℃，控溫精度±0.1℃； [0010] （2）、設定恒溫腔溫度，待恒溫腔溫度恒定10-30分鐘后，利用計算機控制恒流源，通入設定電流，計算機同時采集標準電阻和石墨烯納米帶上的電壓VS，VG； [0011] （3）、根據(jù)串聯(lián)電路特征，計算石墨烯納米帶電阻RG，即RG＝(VGRS)/VS；其中RS為標準電阻的阻值； [0012] （4）、改變恒溫腔溫度，重復步驟（2）和（3），其中設定電流仍采用步驟（2）和（3）中的電流設定值； [0013] （5）、對通入同一電流，不同測試溫度條件下測得的電阻進行作圖，利用線性擬合得到該石墨烯納米帶在0℃時的電阻R0和電阻相對于溫度變化的斜率α，計算出的電阻溫度系數(shù)β，即β＝α/R0； [0014] （二）.測試實際工作狀態(tài)下的溫度： [0015] （1）、仍采用所述石墨烯納米帶的表面溫度測試電路，石墨烯納米帶環(huán)境條件與實際工作狀態(tài)相同； [0016] （2）、在石墨烯納米帶電阻隨溫度升高成線性遞減關系的溫度范圍內，對其通入該電流，計算機實時采集石墨烯納米帶在工作狀態(tài)下的標準電阻和石墨烯納米帶上的電壓VS和VG； [0017] （3）、根據(jù)串聯(lián)電路特征，計算石墨烯納米帶的電阻RG，即RG＝(VGRS)/VS； [0018] （4）、待測溫度T根據(jù)式T＝(RG-R0)/βR0計算得到。 [0019] 本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明提供的石墨烯納米帶的表面溫度測試電路和測試方法優(yōu)點在于：（1）靈敏度高；（2）反應時間快；（3）能夠克服常規(guī)接觸式測溫因接觸熱阻帶來的測量誤差；（4）在寬的工作溫度范圍內，僅需選取任意幾個溫度標定出電阻溫度系數(shù)；（5）操作簡單易行，可采用類似于常規(guī)電阻溫度傳感器的操作過程；（6）僅需常規(guī)的電測試裝置。 附圖說明 [0020] 圖1為石墨烯納米帶電阻溫度系數(shù)和測試溫度所采用的電路圖。 [0021] 圖2為不同溫度下所測得的電阻和溫度的關系示例圖。 具體實施方式