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湘西溫度傳感器的工作原理

文章出處：新時恒動態(tài) 責(zé)任編輯：深圳新時恒電子科技有限公司發(fā)表時間：2022-09-20

　　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?div id="d48novz" class="flower left">

，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(yīng)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(xué)習(xí)吧~ ~ ~

熱電偶
兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)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(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸點(diǎn)產(chǎn)生的電勢

，與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)以及接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。
當(dāng)兩個不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A

、B組成一個回路

，其兩端相互連接，只要兩個節(jié)點(diǎn)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(yīng)

。

紅外線溫度傳感器
在自然界中，當(dāng)物體的溫度高于* *零度時

，由于其內(nèi)部熱運(yùn)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(diǎn)和低溫觸點(diǎn)通過薄膜與其熱量隔離

。高溫觸點(diǎn)上方的黑色吸收層將入射輻射轉(zhuǎn)化為熱能。從熱電效應(yīng)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(dāng)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(yīng)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(dá)1km以上

。作為高阻電流源

，*可以達(dá)到20MΩ，所以不必考慮選擇開關(guān)或CMOS多路復(fù)用器引入的額外電阻帶來的誤差

。適用于多點(diǎn)測溫和遠(yuǎn)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(dǎo)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(yīng)用于高精度場合。

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