溫度傳感器 temperature transducer,利用物質(zhì)的各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律,將溫度轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號。溫度傳感器是測溫儀器的核心部分,種類繁多。按測量方法可分為接觸式和非接觸式,按傳感器材料和電子元件的特性可分為熱電阻和熱電偶?,F(xiàn)代的溫度傳感器有著非常小巧的外形,這使得它更加廣泛的應用于生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域,也為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。
溫度傳感器主要有四種:熱電偶、熱敏電阻、電阻式溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器包括模擬輸出和數(shù)字輸出。接下來,邊肖將為您一一介紹這些溫度傳感器是如何工作的。感興趣的童鞋快來學習吧~ ~ ~
熱電偶
兩種不同的導體或半導體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢EAB(T,T0)由接觸勢和溫差勢組成。接觸電勢是指兩種不同的導體或半導體在接觸點產(chǎn)生的電勢,與兩種導體或半導體的性質(zhì)以及接觸點的溫度有關(guān)。
當兩個不同的導體和半導體A、B組成一個回路,其兩端相互連接,只要兩個節(jié)點處的溫度不同,一端為T,稱為工作端或熱端,另一端為to,稱為自由端,那么回路中就會產(chǎn)生電流,即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種因溫度不同而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為塞貝克效應。
紅外線溫度傳感器
在自然界中,當物體的溫度高于* *零度時,由于其內(nèi)部熱運動,會不斷向周圍輻射電磁波,包括波長范圍為0.75 ~ 100 μ m的紅外線,紅外線溫度傳感器就是利用這一原理制成的。
SMTIR9901/02是市場上廣泛使用的紅外傳感器。它是一種基于熱電堆的硅基紅外傳感器。大量熱電偶堆疊在底部硅襯底上。底層上的高溫觸點和低溫觸點通過薄膜與其熱量隔離。高溫觸點上方的黑色吸收層將入射輻射轉(zhuǎn)化為熱能。從熱電效應來看,輸出電壓與輻射成正比。通常,BiSb和NiCr用作熱電堆中的熱電偶。
模擬溫度傳感器
AD590為電流輸出型溫度傳感器,電源電壓范圍為3~30V,輸出電流為223μA~423μA,靈敏度為1μA/℃。當采樣電阻R串聯(lián)在電路中時,R兩端的電壓可以用作輸出電壓。r的電阻值不應太大,以確保AD590兩端的電壓不低于3V。AD590輸出電流信號的傳輸距離可達1km以上。作為高阻電流源,*可以達到20MΩ,所以不必考慮選擇開關(guān)或CMOS多路復用器引入的額外電阻帶來的誤差。適用于多點測溫和遠程測溫的控制。
數(shù)字式溫度傳感器
采用硅技術(shù)生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器,采用PTAT結(jié)構(gòu)。這種半導體結(jié)構(gòu)具有與溫度相關(guān)的良好輸出特性。PTAT的輸出被占空比比較器調(diào)制成數(shù)字信號,占空比與溫度的關(guān)系如下:DC=0.32+0.0047*t,其中t為攝氏度。因此,數(shù)字輸出信號與微處理器MCU兼容,通過處理器的高頻采樣可以計算出輸出電壓的方波信號的占空比,從而得到溫度。這個
溫度傳感器的分辨率優(yōu)于0.005K是因為它的特殊工藝。測量溫度范圍為-45至130℃,因此廣泛應用于高精度場合。