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(hào)。溫度傳感器是測(cè)溫儀器的核心部分，種類(lèi)繁多。按測(cè)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。現(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(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域，也為我們的生活提供了無(wú)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(cè)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(lái)，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(lái)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(chēng)為熱電偶。熱電偶的熱電勢(shì)EAB(T，T0)由接觸勢(shì)和溫差勢(shì)組成。接觸電勢(shì)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(shì)，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(gè)不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A、B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接，只要兩個(gè)節(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端為T(mén)，稱(chēng)為工作端或熱端，另一端為to，稱(chēng)為自由端，那么回路中就會(huì)產(chǎn)生電流，即回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電動(dòng)勢(shì)。這種因溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為塞貝克效應(yīng)。
紅外線(xiàn)溫度傳感器
在自然界中，當(dāng)物體的溫度高于* *零度時(shí)，由于其內(nèi)部熱運(yùn)動(dòng)，會(huì)不斷向周?chē)椛潆姶挪ǎúㄩL(zhǎng)范圍為0.75 ~ 100 μ m的紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)溫度傳感器就是利用這一原理制成的。
SMTIR9901/02是市場(chǎng)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(guò)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(lái)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(shí)，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(hào)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(kāi)關(guān)或CMOS多路復(fù)用器引入的額外電阻帶來(lái)的誤差。適用于多點(diǎn)測(cè)溫和遠(yuǎn)程測(cè)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(hào)，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(hào)與微處理器MCU兼容，通過(guò)處理器的高頻采樣可以計(jì)算出輸出電壓的方波信號(hào)的占空比，從而得到溫度。這個(gè)
溫度傳感器的分辨率優(yōu)于0.005K是因?yàn)樗奶厥夤に嚒y(cè)量溫度范圍為-45至130℃，因此廣泛應(yīng)用于高精度場(chǎng)合。
