溫度傳感器 temperature transducer,利用物質各種物理性質隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉換為可用輸出信號。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類?,F(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小,這樣更加讓它廣泛應用在生產實踐的各個領域中,也為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。
溫度傳感器有四種主要類型:熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。
接下來小編會大家一一介紹一下這幾類溫度傳感器是如何工作的,有興趣的童鞋們快來學習一下
兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢EAB(T,T0)是由接觸電勢和溫差電勢合成的。接觸電勢是指兩種不同的導體或半導體在接觸處產生的電勢,此電勢與兩種導體或半導體的性質及在接觸點的溫度有關。
當有兩種不同的導體和半導體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結點處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為TO,稱為自由端,則回路中就有電流,即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由于溫度不同而產生電動勢的現(xiàn)象稱為塞貝克效應。
在自然界中,當物體的溫度高于零度時,由于它內部熱運動的存在,就會不斷地向四周輻射電磁波,其中就包含了波段位于0.75~100μm 的紅外線,紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成的。
SMTIR9901/02是一款現(xiàn)在市場上應用比較廣的紅外傳感器,它是基于熱電堆的硅基紅外傳感器。大量的熱電偶堆集在底層的硅基上,底層上的高溫接點和低溫接點通過一層極薄的薄膜隔離它們的熱量,高溫接點上面的黑色吸收層將入射的放射線轉化為熱能,由熱電效應可知,輸出電壓與放射線是成比例的,通常熱電堆是使用BiSb和NiCr作為熱電偶。
AD590是一款電流輸出型溫度傳感器,供電電壓范圍為3~30V,輸出電流223μA~423μA,靈敏度為1μA/℃。當在電路中串接采樣電阻R時,R兩端的電壓可作為輸出電壓。R的阻值不能取得太大,以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信號傳輸距離可達到1km以上。作為一種高阻電流源,zui高可達20MΩ,所以它不必考慮選擇開關或CMOS多路轉換器所引入的附加電阻造成的誤差。適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。
它采用硅工藝生產的數(shù)字式溫度傳感器,其采用PTAT結構,這種半導體結構具有的,與溫度相關的良好輸出特性。PTAT的輸出通過占空比比較器調制成數(shù)字信號,占空比與溫度的關系如下式:DC=0.32+0.0047*t,t為攝氏度。輸出數(shù)字信號故與微處理器MCU兼容,通過處理器的高頻采樣可算出輸出電壓方波信號的占空比,即可得到溫度。該款溫度傳感器因其特殊工藝,分辨率優(yōu)于0.005K。測量溫度范圍-45到130℃,故廣泛被用于高精度場合。