溫度傳感器工作原理
發布時間:2015-10-16 瀏覽量:1797
      1.溫度傳感器工作原理--簡介


      溫度傳感器 temperature transducer,利用物質各種物理性質隨溫度變化的規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。現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的便利和功能。



      2.溫度傳感器工作原理--分類


      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

擬輸出和數字輸出兩種類型。



      3.溫度傳感器工作原理--熱電偶


      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,則回路中就有電流產生,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象稱為塞貝克效應。



      4.溫度傳感器工作原理--紅外溫度傳感器


      在自然界中,當物體的溫度高于絕對零度時,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。



      5.溫度傳感器工作原理--模擬溫度傳感器


      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,最高可達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。



      6.溫度傳感器工作原理--數字式溫度傳感器

      它采用硅工藝生產的數字式溫度傳感器,其采用PTAT結構,這種半導體結構具有精確的,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,分辨率優于0.005K。測量溫度范圍-45到130℃,故廣泛被用于高精度場合。


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