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了解各種類(lèi)型的溫度傳感器及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 溫度傳感器 溫度傳感器是最常用的傳感器之一。所有類(lèi)型的設(shè)備都使用溫度傳感器，包括計(jì)算機(jī)，汽車(chē)，廚房用具，空調(diào)和（當(dāng)然）家用恒溫器。五種最常見(jiàn)的溫度傳感器包括：
本文將簡(jiǎn)要介紹列出的每種傳感器類(lèi)型。 熱敏電阻 如名稱所暗示，熱敏電阻（即thermal resistor）是一種溫度感測(cè)裝置，其電阻是其溫度的函數(shù)。 熱敏電阻有兩種類(lèi)型：PTC（正溫度系數(shù)）和NTC（負(fù)溫度系數(shù)）。隨著溫度升高，PTC熱敏電阻的電阻增加。相反，NTC熱敏電阻的電阻隨著溫度的升高而降低，這種類(lèi)型似乎是最常用的熱敏電阻。見(jiàn)下面的圖1。 圖1. PTC和NTC熱敏電阻電氣符號(hào)。 重要的是要認(rèn)識(shí)到熱敏電阻的電阻與其溫度之間的關(guān)系是非常非線性的。見(jiàn)下面的圖2。 圖2. NTC熱敏電阻的電阻與溫度的關(guān)系。圖片由Maxim Integrated提供。 NTC熱敏電阻的電阻隨溫度變化的標(biāo)準(zhǔn)公式如下： 在
然而，有兩種簡(jiǎn)單的技術(shù)用于線性化熱敏電阻的行為，即電阻模式和電壓模式。 電阻模式線性化 電阻模式線性化將正常電阻與熱敏電阻并聯(lián)。如果電阻器的值與室溫下的熱敏電阻器的值相同，則線性化區(qū)域?qū)⒃谑覝馗浇鼘?duì)稱。見(jiàn)下面的圖3。 圖3.電阻模式線性化。圖片由Maxim Integrated提供。 電壓模式線性化 電壓模式線性化將熱敏電阻與形成分壓電路的普通電阻串聯(lián) - 分壓電路必須連接到已知的，固定且穩(wěn)定的電壓參考電壓V REF。 這種配置具有產(chǎn)生在溫度上稍微線性的輸出電壓的效果。并且，類(lèi)似于電阻模式線性化，如果電阻器的值等于室溫下熱敏電阻的電阻，那么線性化區(qū)域?qū)⒃谑覝馗浇鼘?duì)稱。見(jiàn)下面的圖4。 圖4.電壓模式線性化。圖片由Maxim Integrated提供。 熱電偶 熱電偶通常用于測(cè)量更高的溫度和更大的溫度范圍。 總結(jié)熱電偶的工作原理，任何經(jīng)受熱梯度的導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生很小的電壓。這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。產(chǎn)生的電壓的大小取決于金屬的類(lèi)型。塞貝克效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用涉及兩種不同的金屬，它們?cè)谝欢诉B接并在另一端分開(kāi)。結(jié)的溫度可以通過(guò)非結(jié)端處的導(dǎo)線之間的電壓來(lái)確定。 有各種類(lèi)型的熱電偶。某些合金組合已經(jīng)變得流行，并且所需的組合由變量驅(qū)動(dòng)，包括成本，可用性，化學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性。不同類(lèi)型最適合不同的應(yīng)用，通常根據(jù)所需的溫度范圍和靈敏度進(jìn)行選擇。 有關(guān)熱電偶特性的圖表，請(qǐng)參見(jiàn)圖5。 圖5.熱電偶特性。圖片由維基百科提供。 電阻溫度檢測(cè)器（RTD） 電阻溫度探測(cè)器，也稱為電阻溫度計(jì)，可能是最容易理解的溫度傳感器。RTD類(lèi)似于熱敏電阻，因?yàn)樗鼈兊碾娮桦S溫度而變化。然而，與熱敏電阻-RTD一樣，不是使用對(duì)溫度變化敏感的特殊材料，而是使用纏繞在由陶瓷或玻璃制成的芯的線圈。 RTD導(dǎo)線是純材料，通常是鉑，鎳或銅，并且該材料具有精確的電阻 - 溫度關(guān)系，用于確定測(cè)量的溫度。 模擬溫度計(jì)IC 除了在分壓器電路中使用熱敏電阻和固定值電阻器之外，替代解決方案還可以是模擬低壓溫度傳感器，例如ADI公司的TMP36。與熱敏電阻相比，該模擬IC提供的輸出電壓幾乎是線性的; 在-40到+ 125°C的溫度范圍內(nèi)，斜率為10mV /°C，精確到±2°C。見(jiàn)下面的圖6。 圖6. TMP36數(shù)據(jù)表中的繪圖。 雖然這些器件非常易于使用，但它們比熱敏電阻加電阻組合要昂貴得多。 數(shù)字溫度計(jì)IC 數(shù)字溫度設(shè)備更復(fù)雜，但它們可以高度準(zhǔn)確。此外，它們可以簡(jiǎn)化您的整體設(shè)計(jì)，因?yàn)槟?shù)轉(zhuǎn)換發(fā)生在溫度計(jì)IC內(nèi)部，而不是像微控制器那樣的單獨(dú)設(shè)備。例如， Maxim Integrated 的DS18B20的精度為±0.5°C，溫度范圍為-55°C至+ 125°C。 此外，一些數(shù)字IC可以配置為從其數(shù)據(jù)線獲取能量，允許它們僅使用兩條線（即數(shù)據(jù)/電源和地）連接。單擊此處獲取有關(guān)此“1-wire”接口的更多信息。 圖7. DS18B20框圖，取自DS18B20數(shù)據(jù)手冊(cè)。 關(guān)于溫度傳感器類(lèi)型的比較內(nèi)容的講解，請(qǐng)打開(kāi)下面鏈接進(jìn)行查看： https://www./application/consume/201904/73593.html |
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來(lái)自： leafcho > 《半導(dǎo)體-電子》
