溫度傳感器 temperature transducer,利用物質的各種物理性質随溫度變化的規律,将溫度轉換成可用的輸出信号。溫度傳感器是測溫儀器的核心部分,種類繁多。按測量方法可分爲接觸式和非接觸式,按傳感器材料和電子元件的特性可分爲熱電阻和熱電偶。現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於生産實踐的各個領域,也爲我們的生活提供瞭無數的便利和功能。
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溫度傳感器包括模拟輸出和數字輸出。接下來,邊肖将爲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爲熱電偶。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産生的電勢,與兩種導體或半導體的性質以及接觸點的溫度有關。
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,隻要兩個節點處的溫度不同,一端爲T,稱爲工作端或熱端,另一端爲to,稱爲自由端,那麽回路中就會産生電流,即回路中存在的電動勢稱爲熱電動勢。這種因溫度不同而産生電動勢的現象稱爲塞貝克效應。
紅外線溫度傳感器
在自然界中,當物體的溫度高於* *零度時,由於其内部熱運動,會不斷向周圍輻射電磁波,包括波長範圍爲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。它是一種基於熱電堆的矽基紅外傳感器。大量熱電偶堆疊在底部矽襯底上。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将入射輻射轉化爲熱能。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。
模拟溫度傳感器
AD590爲電流輸出型溫度傳感器,電源電壓範圍爲3~30V,輸出電流爲223μA~423μA,靈敏度爲1μA/℃。當採樣電阻R串聯在電路中時,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AD590兩端的電壓不低於3V。AD590輸出電流信号的傳輸距離可達1km以上。作爲高阻電流源,*可以達到20MΩ,所以不必考慮選擇開關或CMOS多路複用器引入的額外電阻帶來的誤差。适用於多點測溫和遠程測溫的控制。
數字式溫度傳感器
採用矽技術生産的數字溫度傳感器,採用PTAT結構。這種半導體結構具有與溫度相關的良好輸出特性。PTAT的輸出被占空比比較器調制成數字信号,占空比與溫度的關系如下:DC=0.32+0.0047*t,其中t爲攝氏度。因此,數字輸出信号與微處理器MCU兼容,通過處理器的高頻採樣可以計算出輸出電壓的方波信号的占空比,從而得到溫度。這個
溫度傳感器的分辨率優於0.005K是因爲它的特殊工藝。測量溫度範圍爲-45至130℃,因此廣泛應用於高精度場合。