温度传感器
简述汽车上的温度传感器及应用
一、概述随着汽车行业的不断发展和技术的不断进步，汽车上的各种传感器在车辆运行中扮演着越来越重要的角色。
其中，温度传感器作为汽车电子控制系统中的重要组成部分，对于汽车的安全性能和能效性能有着重要的影响。
本文将对汽车上的温度传感器进行简述并介绍其应用。
二、温度传感器的类型1. 热电阻温度传感器热电阻温度传感器是一种使用热电阻作为敏感元件的温度传感器，它的原理是通过测量金属电阻率随温度的变化来间接测量温度。
常见的热电阻材料有铂铑合金、镍铬合金等。
热电阻温度传感器具有精度高、线性好等优点，在汽车发动机的冷却系统、空调系统以及变速器油温监测等方面广泛应用。
2. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器是一种利用热敏电阻的温度特性来测量温度的传感器。
常见的热敏电阻材料有氧化锌、氧化铜等。
热敏电阻温度传感器具有结构简单、成本低等优点，在汽车内部空调系统、发动机温度监测等方面应用较为广泛。
3. 热电偶温度传感器热电偶温度传感器是利用两种不同金属导体与温度有关的热电势来测量温度的传感器。
热电偶温度传感器具有响应速度快、测量范围广等优点，在汽车排气系统、发动机排气温度监测等方面得到广泛应用。
三、温度传感器的应用1. 发动机温度监测温度传感器在发动机温度监测中起到了至关重要的作用。
通过监测发动机的温度，可以及时发现发动机过热或者过冷的情况，从而采取相应的措施，保证发动机的正常运行。
温度传感器还可以为发动机的燃油喷射和点火等系统提供温度数据，从而保证发动机在不同工况下的工作状态。
2. 空调系统温度控制在汽车的空调系统中，温度传感器可以实时监测车内外部的温度情况，并根据设定的温度值来控制空调系统的工作状态，包括制冷量、风速等参数。
通过温度传感器的监测和反馈，可以使车内空调系统始终维持在用户设定的舒适温度范围内。
3. 变速器油温监测变速器油温的过高或者过低都会影响到变速器的正常工作，甚至造成损坏。
而温度传感器可以实时监测变速器油的温度，一旦发现异常情况可以及时警告驾驶员或者通过车辆电控系统自动调整工作状态，以保证变速器的正常工作和延长使用寿命。
温度传感器的例子
温度传感器的例子
1. 你知道吗，温度传感器就像我们的小眼睛，时刻关注着周围温度的变化呀！比如说家里的空调，就是靠着温度传感器来准确感知室内温度，然后自动调节，让我们始终处在舒适的环境中，多牛啊！
2. 嘿，温度传感器其实无处不在呢！就像汽车里的温度传感器，它能让司机随时了解车内的温度，要是温度太高或太低，司机不就可以及时调整啦，这不是很方便嘛！
3. 哇哦，温度传感器也是很多工业生产中的小卫士呀！比如在食品加工中，它可以监控温度保证食品安全，这不是和我们的健康息息相关嘛，厉害吧！
4. 咦，温度传感器在医疗领域也是大功臣呢！像那些医疗设备里的温度传感器，能精准测量病人的体温，医生不就可以更好地诊断治疗啦，这多重要呀！
5. 哈哈，温度传感器还在智能家居里大显身手哟！比如智能烤箱，它靠温度传感器把食物烤得恰到好处，不会烤焦也不会不熟，这不是很棒嘛！
6. 哟呵，温度传感器在农业中也有一席之地呀！温室里的温度传感器可以帮助农民调节温度，让农作物茁壮成长，这对我们的生活影响多大呀！
7. 哎呀，温度传感器在科研领域也是厉害得很呢！科学家们用它来进行各种温度相关的研究，这不推动了科技的进步嘛，多了不起啊！
8. 嘿嘿，温度传感器在环保监测里也是很有用的哟！能监测环境温度的变化，对保护环境可有着重要意义呢，是不是很厉害呀！
9. 总之呢，温度传感器在我们生活的方方面面都发挥着重要作用，简直是不可或缺呀！它就像一个默默守护我们的小天使，让我们的生活更加美好和便捷！。
温度传感器：温度传感器基础类型
温度传感器：温度传感器基础类型概述温度传感器是一种用于测量环境温度的电子设备，它能够将温度转化为电信号，并通过信号输出端口输出。
温度传感器在很多领域中都有着广泛的应用，比如家电、冷却设备、汽车、医疗器械等。
温度传感器的种类很多，可以按照不同标准进行分类，比如工作原理、传感器种类、输出方式等。
本文将主要介绍温度传感器基础类型。
温度传感器基础类型热电温度传感器（Thermocouple）热电温度传感器是一种利用热电效应来测量温度的传感器，它由两个不同材质的金属导线的连接点组成。
当连接点的温度发生变化时，两个导线之间将产生电动势。
根据电动势的大小，可以计算出温度的变化量。
热电温度传感器的优点是在非常高或者非常低的温度下都有很好的性能，但是它们的响应速度比较慢，不适用于快速变化的温度场景。
热敏电阻温度传感器（RTD）热敏电阻温度传感器是一种利用电阻变化来测量温度的传感器。
它是利用电阻材料的温度系数（单位温度电阻值的变化），来推算出环境的温度变化量。
由于RTD的温度响应速度比热电温度传感器更快，因此被广泛用于需要高精度测量的场合，比如实验室或者工业现场。
热敏电容温度传感器（Thermistor）热敏电容温度传感器是一种利用电容值变化来测量温度的传感器。
它常常由一对电极和一个热敏电容器构成。
当环境温度变化时，热敏电容器的电容值也会发生变化，从而带来电容值的变化量。
这个变化量可以被转换为温度值。
和RTD一样，热敏电容温度传感器的响应速度也很快，但是对于一些特定的温度范围会有一定的误差，因此需要校准。
红外线温度传感器（Infrared）红外线温度传感器是一种利用红外线辐射来测量对象表面温度的传感器。
它能够通过测量出被测对象与其周围环境所发射出的红外线辐射量来推算出接收器所接收的温度值。
这种传感器常常被应用在热工学、红外测温、太阳溅射等领域。
总结温度传感器种类很多，选择哪一种类型的温度传感器需要结合应用场合和需要测量的温度范围来选择。
温度传感器
温度传感器1. 什么是温度传感器？温度传感器是用于测量温度的一种传感器。
它们的作用是将温度转换为数字或电信号，以便电子设备可以读取并做出相应的反应。
温度传感器通常由许多不同的技术和组件制成，包括硅、热敏电阻、电子表和红外测温技术。
2. 温度传感器的种类2.1 热敏传感器主要由半导体材料制造，其特点是可以根据温度的变化来改变电阻的值。
常见的热敏传感器有热敏电阻、热电偶和热电阻等。
2.2 红外传感器通过检测物体发射的红外线来推断它的温度。
这种传感器通常被用于工业控制和医疗领域等需要测量远距离、高温度或速度的地方。
2.3 摆线传感器由材质伸缩时带动摆线轴转动而产生的位移变化来测量温度的传感器。
常见摆线传感器有基于壳体扩张和丝杆伸缩两种。
2.4 压敏传感器使用高温陶瓷或聚合物材料制作而成，可以通过材料的微变形来测量温度。
依靠互联网和移动通信传输数据，可用于大范围监测温度的变化。
3. 温度传感器的应用作为一种基本设备，温度传感器被广泛应用于各个领域。
以下列举几个常见的场景：3.1 家庭和商业应用温度传感器在家庭和商业应用中有着广泛的应用场景，例如空调、热水器等家电的温度控制，以及各种包括居民楼、医院、学校、大楼、商场在内的商业建筑的温度控制。
3.2 工业和制造业领域在工业和制造业领域，温度传感器主要用于测量和控制过程温度以及检测设备的运行状态。
3.3 医疗领域温度传感器在医疗领域中有着广泛的应用，如体温计和高科技的红外温度计。
3.4 航空航天领域温度传感器在航空航天领域中被广泛应用，如测量飞机发动机温度、航空发动机热损伤评估等。
4. 温度传感器的市场前景随着人们不断对生活质量的提高，温度控制技术在各行各业中的应用越来越广泛。
预计到2025年，全球温度传感器市场将达到47亿美元。
由于可靠性需求的提高，热敏电阻和红外传感器技术应用数量将增加，从而进一步促进市场增长。
结语总的来说，温度传感器已经成为生活中不可缺少的一部分。
温度传感器的功能特点介绍
温度传感器的功能特点介绍以下是温度传感器的功能特点介绍：1.精准测量：温度传感器能够提供较高的测量精度。
它们能够准确地测量温度，并输出相应的电信号或数字信号。
精确的温度测量对于许多应用非常重要，例如工业过程控制、实验室研究等。
2.快速响应：温度传感器的响应时间较短。
它们能够迅速感知温度变化并做出相应的反应。
快速的响应时间对于一些特殊应用非常重要，例如温度控制系统、火灾报警系统等。
3.宽温测量范围：温度传感器能够测量较宽范围的温度。
不同类型的温度传感器具有不同的温度测量范围，可以使用在从极低温度到非常高温度的环境中。
4.高稳定性：温度传感器的输出信号具有较高的稳定性。
它们的输出值在长时间使用中不会发生明显的漂移或变化。
高稳定性的特点使得温度传感器在需要长期监测温度的应用中非常可靠。
5.耐高温或耐低温性能：一些温度传感器具有较好的耐高温或耐低温性能。
它们能够在极端的温度环境中正常工作。
这使得温度传感器能够应用于一些特殊的环境，例如炉温控制、冷冻系统等。
6.抗干扰性能：温度传感器具有一定的抗干扰性能。
它们能够抵御一些干扰源引入的误差，例如电磁干扰、辐射干扰等。
这使得它们能够在电磁环境复杂的工业场所中正常工作。
7.多种接口选择：温度传感器提供多种接口选择。
它们可以输出模拟信号，例如电压信号；也可以输出数字信号，例如RS485接口或I2C接口。
这样就方便了温度传感器与其他设备的连接与数据传输。
8.低功耗：温度传感器通常具有低功耗特点。
它们在工作时消耗的能量较少，这使得它们适用于一些需要节能的应用。
以上是温度传感器的功能特点介绍，它们的高精度、快速响应、宽温测量范围、高稳定性、耐高温或耐低温性能、抗干扰性能、多种接口选择以及低功耗等特点使得温度传感器在各个领域都得到广泛应用。
温度传感器分类与特点
温度传感器分类与特点1.热电阻温度传感器（RTD）：热电阻温度传感器是一种基于电阻值随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电阻材料有铂（Pt100、Pt1000）、镍（Ni100、Ni1000）等。
热电阻温度传感器具有较高的精度、较宽的测量范围和较好的线性特性。
但是，它们的响应时间较慢，对环境干扰较为敏感。
2.热敏电阻温度传感器（NTC）：热敏电阻温度传感器是一种采用热敏电阻材料工作的传感器，其电阻值随温度变化。
常见的热敏电阻材料有氧化锡（SnO2）、氧化镁（MgO）等。
热敏电阻温度传感器具有较高的灵敏度和较低的成本，适用于大量应用场合。
但是，由于其非线性特性，需要进行校准和补偿，测量精度相对较低。
3.热电偶温度传感器：热电偶温度传感器是基于两种不同金属的电动势随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电偶有铜-铜镍（Type T）、铁-铜镍（Type J）等。
热电偶温度传感器具有较大的测量范围、良好的线性特性和较快的响应速度。
但是，由于热电偶两端的接触材料不同，容易受到外界电磁干扰的影响。
4.热电堆温度传感器：热电堆温度传感器是一种由多个热电偶组成的传感器，用于测量较高温度下的温度变化。
热电堆温度传感器具有较高的测量精度和较大的温度范围，适用于高温环境。
但是，由于需要多个热电偶的组合，造成了较高的成本。
5.红外温度传感器：红外温度传感器是一种基于物体放射出的红外线辐射功率与其温度成正比的原理工作的传感器。
红外温度传感器具有非接触式测量、快速响应和长测量距离等特点。
但是，其测量精度受到环境因素的影响较大，同时需要针对不同物体进行校准。
总的来说，不同类型的温度传感器各具特点，适用于不同的应用场合。
选择合适的温度传感器需要根据测量范围、精度要求、响应速度以及环境干扰等因素综合考虑。
常用温度传感器
一、 热电阻的测温原理
热电阻效应：
物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象。
热电阻温度传感器是利用物质的电阻率随温度变化而变化的特 性来进行温度测量的。
金属的电阻温度系数为正值，如图。
因为：在金属中，载流子为自由电子， 当温度升高时，每个自由电子的动能 将增加，因而在一定的电场作用下， 要使这些杂乱无章的电子作定向运动 就会遇到更大的阻力，导致金属电阻 值随温度的升高而增加 。
➢当介质流动时，由于介质流动要带走热 量， Rt1所耗散的热量与被测介质的平均 流速成正比。因而Rt1温度下降，引起电阻 下降，电桥失去平衡，检流计有相应指示， 可用流量或流速标定。
突断型温度传感器
➢ 电热水壶接通电源加热 后，水温逐步上升到100度， 水开始沸腾，蒸汽冲击蒸 汽开关上面的双金属片， 由于热胀冷缩的作用，双 金属片膨胀变形，顶开开 关触点断开电源。 ➢ 如果蒸汽开关失效，壶 内的水会一直烧下去，直 到水被烧干，发热元件温 度急剧上升，位于发热盘 底部的有两个双金属片， 会因为热传导作用温度急 剧上升，膨胀变形，断开 电源。
R2 R1 Rt R3
二、热电阻材料、结构及参数
1、热电阻材料 对电阻体材料的基本要求：
➢电阻温度系数大----提高灵敏度 ➢电阻率尽可能大----减小电阻尺寸 ➢材料的化学、物理性质稳定----减小误差 ➢材料易于加工----提高工艺性
较为广泛应用的电阻体材料有： 铂、铜、镍、铁等，而常用的是铂、铜 。
如果热电阻安装的位置与仪表相距较远， 当环境温度变化时，其连接导线电阻也要 变化。为消除连接导线电阻变化带来的测 量误差，测量时采用三线制连接法。除了 三线制接法，另外还有四线制接法，主要 用于精密测量。
(Rt 2r)R2 R1R3 R2 R1
温度传感器工作原理
温度传感器工作原理温度传感器是一种用于测量物体温度的设备，其工作原理主要基于物质的温度与其某种物理特性的关系。
本文将介绍温度传感器的工作原理，并探讨几种常见的温度传感器类型。
1. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器是一种常见的温度传感器类型，其工作原理基于热敏电阻的电阻值随温度变化而变化的特性。
根据材料的不同，热敏电阻可以分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）两种。
PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增加，而NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而降低。
利用热敏电阻的这种特性，可以通过测量电阻值的变化来确定物体的温度。
2. 热电偶温度传感器热电偶温度传感器是一种基于热电效应原理工作的温度传感器。
它由两种不同金属导线的接合点组成，当接合点存在温度差时，会产生一个电动势。
这个电动势与温度差的大小成正比，从而可以通过测量电动势来确定物体的温度。
热电偶温度传感器具有响应速度快、测量范围广等优点，被广泛应用于高温环境中的温度测量。
3. 热电阻温度传感器热电阻温度传感器是一种利用电阻随温度变化的特性进行温度测量的传感器。
常用的热电阻材料包括铂、镍和铜等。
其中，铂热电阻是一种高精度、稳定性好的温度传感器。
它的工作原理是利用铂电阻的温度系数，在一定温度范围内，电阻值随温度变化呈线性关系。
通过测量电阻值的变化，可以准确地确定物体的温度。
4. 红外温度传感器红外温度传感器是一种利用物体辐射出的红外辐射来测量其温度的传感器。
它通过感知不同物体所辐射的红外辐射强度，进而计算出物体的温度。
红外温度传感器适用于非接触式温度测量，并具有测量范围广、响应速度快的特点。
它被广泛应用于工业、冶金、医疗等领域的温度监测。
总结：温度传感器的工作原理主要基于物质的温度与其某种物理特性的关系。
本文介绍了热敏电阻温度传感器、热电偶温度传感器、热电阻温度传感器和红外温度传感器等几种常见的温度传感器类型及其工作原理。
温度传感器在工业控制、环境监测、医疗诊断等领域发挥着重要作用。
温度传感器工作原理
温度传感器工作原理温度传感器是一种用于测量环境或物体温度的设备。
它在许多领域中被广泛应用，如工业自动化、气象观测、医疗仪器等。
了解温度传感器的工作原理可以帮助我们更好地理解其应用和性能特点。
一、热敏电阻式温度传感器热敏电阻式温度传感器是一种通过测量电阻值变化来间接测量温度的传感器。
其工作原理基于材料电阻随温度变化的特性。
一般采用的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。
热敏电阻温度传感器的电阻值会随着温度的变化而发生改变。
这是因为材料的电阻随温度的升高而增大，或者随温度的降低而减小。
通过测量电阻值的变化，我们可以得知相应温度的信息。
二、热电偶温度传感器热电偶温度传感器是一种利用热电效应来测量温度的传感器。
其工作原理基于两个不同金属接触处的温差产生的电势差。
热电偶温度传感器常用的金属有铜、铁、铬、镍等。
当两个不同金属的接触处存在温差时，就会发生热电效应。
这种效应会引起两个金属之间的电势差，即产生热电势。
通过测量热电势的变化，我们可以得知相应温度的信息。
三、热敏电容式温度传感器热敏电容式温度传感器是一种利用电容值与温度之间的关系来测量温度的传感器。
其工作原理基于材料的介电常数随温度的变化。
热敏电容式温度传感器通过测量电容值的变化来间接测量温度。
当温度升高时，材料的介电常数会发生变化，从而导致电容值的改变。
通过测量电容值的变化，我们可以得知相应温度的信息。
四、红外温度传感器红外温度传感器是一种利用物体辐射的红外能量来测量温度的传感器。
其工作原理基于物体辐射的温度特性。
红外温度传感器通过接收物体发出的红外辐射能量，然后转换为温度信号。
物体的温度越高，其辐射的红外能量也越大。
通过测量接收到的红外辐射能量，我们可以得知相应物体的温度。
总结：温度传感器工作原理多种多样，其中热敏电阻式、热电偶、热敏电容式和红外温度传感器是应用较为广泛的几种类型。
通过不同的工作原理，这些传感器能够以准确、可靠的方式测量环境或物体的温度。
了解温度传感器的工作原理有助于我们在实际应用中选择合适的传感器，并理解其性能特点。
温度传感器的应用和原理
温度传感器的应用和原理一、温度传感器的应用1.工业自动化：温度传感器在工业自动化中扮演着重要的角色，如控制温度、监测温度等。
在工业中，温度传感器可用于监测各种设备的温度，以确保设备正常工作。
它还可以用于温度控制，例如在冶金加热炉中控制温度。
2.空调和制冷：温度传感器是空调和制冷领域的关键组件。
它们可用于监测室内和室外的温度，从而实现自动控制温度的功能。
通过温度传感器可以确保室内温度保持在设定的范围内，提供舒适的环境。
3.医疗应用：温度传感器在医疗设备中也有广泛的应用。
例如体温计、血液/液体温度监测器和手术设备等。
这些传感器帮助医生和护士监测患者的体温和其他生理参数，以便进行正确的诊断和治疗。
4.汽车工业：温度传感器在汽车工业中被广泛使用。
例如，在汽车引擎中，温度传感器用于监测冷却液的温度，以保持引擎在正常运行的温度范围内。
此外，温度传感器还可用于汽车的气候控制系统，以监测车内温度，并根据设定的温度调整空调系统。
5.食品行业：温度传感器也在食品行业中得到广泛应用。
它们可用于监测食品的温度，确保食品在合适的温度下保存和运输。
此外，温度传感器还可用于食品加工过程中的温度控制，以确保产品质量和食品安全。
二、温度传感器的原理1.热电偶：热电偶是基于热电效应工作的温度传感器。
它由两种不同金属材料组成的电极连接成一个回路。
当两个接触点之间存在温度差时，会产生微小的电压，这个电压与温度之间有一个线性关系。
这种电压可以通过测量电路来测量温度。
2.热敏电阻：热敏电阻也称为热敏电阻器。
它的电阻随温度的变化而变化。
热敏电阻器通常是由金属或半导体材料制成的电阻器。
当温度发生变化时，电阻的值会发生变化。
通过测量电阻的变化，可以推算出温度的变化。
3.热电阻：热电阻利用了材料的电阻随温度变化的特性。
常见的热电阻材料有铂、铜、镍等。
热电阻的电阻值与温度成正比关系，通常使用范德普尔电阻公式来表示电阻与温度之间的关系。
4.红外温度传感器：红外温度传感器利用物体辐射的红外波长来测量其温度。
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第16卷第2期2005年4月贵州教育学院学报(自然科学)J OURNA L O F GU I ZHOU EDUCAT IONA L COLLEG E (N atural Sciences)V o.l 16.N o .2Apr .2005温度传感器何碧青(广东纺织职业技术学院,广东佛山 528041)摘要:按工作原理及物理效应把温度传感器分成五类,介绍各类温度传感器工作原理及特点,分析具有代表性AD 950、LM 35系列的集成温度传感器的特性以及应用实例。
关键词:温度传感器;AD 590;LM 35;温度补偿;热电偶中图分类号:TM 933 文献标识码:A 文章编号:1002 6983(2005)02-0038-04Te mperature sensorHE Bi qi ng(G uangdong T ex til e Po lytechnic Institute ,Foshan ,G uangdong 528041,Ch i na)Abst ract :The paper dea ls w ith te m perature sensors wh ich are c lassifi e d to fi v e types on the basis of w orking pri n ciples and physical effects ;The author here presents the feat u res and applicati o ns of AD950and LM 35i n tegrated te m perature senso rs after a brief i n tr oducti o n of a w i d e variety o f te m pera ture sensors .K ey w ords :te mperature sensor ;AD590;L M 35;te m perature co m pensation ;ther m opair 温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量,也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量,是国际单位制七个基本量之一。
1 温度传感器简介温度传感器种类繁多,若以原理和物理效应来综合分类,大致可分为五类:1)电阻式(半导体热敏电阻、铂电阻、铜电阻等);2)PN 结式(温敏二极管、温敏三极管、温敏闸流管、集成温度传感器等);3)热电式(热电偶、热释电型温度传感器);4)辐射式(光学高温计、光电高温计、比色高温计等);5)其他 电容式(热敏电容)、频率式(石英温度计)、表面波温度传感器、超声波温度传感器等!。
现将上述五类温度传感器作一简介。
1 1 电阻式温度传感器半导体陶瓷热敏电阻,通常采用金属氧化物材料,由特殊的陶瓷工艺制成。
热敏电阻可分为三种:正温度系数(PTC )热敏电阻、负温度系数(NTC)热敏电阻和临界温度系数(CTR)热敏电阻。
它们各有不同的用途,热敏电阻的优点是体积小、热惯性小、灵敏度较高、结构简单、使用方便。
一般测量温度-55~+500∀铂电阻温度计,它在科研和工业中应用广泛,这是由于铂的物理化学性质非常稳定、可靠性强、测量精度高。
常作为标准温度计。
一般测量温度范围-200~+960∀。
除了铂电阻外,常温下铜电阻也应用很广,这是由于铜电阻值与温度的关系几乎是线性的,电阻温度系数比较大,材料也容易提38收稿日期:2005-02-07作者简介:何碧青(1963-),女,讲师,主要从事数字电路教学。
纯,且价格便宜。
一般测量温度-50~+150∀。
1 2 PN结式温度传感器半导体温敏二、三极管,是以P N结的温度特性作为理论基础的。
PN结的正向压降随温度近似线性变化。
温敏闸流晶体管,它是一种温度开关器件,可以在温度触发下实现状态翻转,它能在一个较宽的范围内调节开关温度(-30∀~120∀)。
1 3 热电式温度传感器热电偶,是一种电势式温度传感器,由两种热电势电极材料所构成。
测温原理是利用了热电效应。
当参考端温度恒定时,则热电势仅是测量端温度的函数,一般测量温度-184~+2300∀。
1 4 辐射式温度传感器光学高温计,是一种精密的高温指示仪表,常用于千余摄氏度以上温度测量的标准仪器。
其原理是当物体被加热至高温时,由于热辐射强度不同,其颜色逐渐改变,温度越高,物体越亮。
光电高温计,是自动测量的光学高温计,用光电器件代替人眼进行亮度平衡,能更准确地测量动态过程中的温度,同时显示并记录下来。
光电器件有光敏电阻(用于测量100~700∀的温度)、光电池(用于测量700∀以上的温度)。
比色温度计,又称双色温度计,它是利用物体辐射波长 1和 2两种单色辐射强度的比值随温度变化而变化的关系来测量温度的。
它常用于炼钢、轧钢、铸造、陶瓷、玻璃工业过程中的温度测量。
1 5 其他温度传感器热敏电容,(BaSr)T i O2系列的陶瓷电容器的介电常数是随温度变化的,因此利用它可以制成热敏电容。
它可用于电热毯的安全保护等。
石英温度计,作为频率基准的石英振子的共振频率不随温度变化,但若改变切割方法,其共振频率就会在很宽的温度范围内线性变化。
因此可以用这种石英振子来作为温度传感器,制成石英温度计,测温范围为-80∀~250∀,分辨率为0.01∀。
表面波温度传感器,它实际上是一种由表面波器件和电路组成的振荡器,根据由温度引起的振荡频率的偏移量来测量温度。
它不但具有石英温度计数字式输出的特点,而且具有灵敏度高、线性好、性能稳定、可靠性和老化特性好等特点,可以制成接触式和非接触式两种类型。
超声波温度传感器,由石英振子发出的超声波经反射板反射后形成干涉,使超声波频率连续变化,通过测定超声波干涉从而求出温度。
这种传感器的优点是没有测量时间的滞后,可用来测量变化很快的温度。
此外,它也可用来测量大面积的平均温度。
除工农业生产外,还有很多电子设备需要进行温度测量和控制,如计算机及外设,办公室电子设备、通信设备、家用电器、仪器仪表、电源系统、火灾报警系统、通风空调系统以及环境控制系统等,由于它们的测温范围一般不超过150∀,所以目前主要采用近年来发展最快的半导体集成温度传感器,它内部采用差分对管等线性化技术及激光校准手段等,所以测温电路十分简单可靠。
这类传感器在生产时已经校准,可省去标定工序,大大地方便了用户的使用。
它有多种输出:如电流型、电压型、P WM型(输出脉冲的占空比正比于温度)、数字型(二进制数字信号或频率信号)等可供用户选择。
数字信号的输出更合适远距离传输,以实现遥测及遥控,并可直接与微处理器 P接口,无需ADC,同时也更容易做成多功能的温度控制系统。
本文着重分析电流型、电压型集成温度传感器主要特点及一些典型应用。
2 集成温度传感器2 1 电流输出型AD590是这类产品的典型代表,有I、J、K、L、M等型号系列,其主要电特性:见表1表1 AD590系列主要电特性参数名称AD590I AD590JAD590K AD590L AD590M 最高正向电压44V最高反向电压-20V工作温度范围-55~150∀工作电压范围4~30V额定输出电流298.2 A(25∀)额定温度系数1 A/∀非线性(-55~150)1∀#3#1.5#0.8#0.4#0.3 AD590只需单电源工作,输出的是电流而不是电压,因此,抗干扰能力强,要求的功率低(1. 5m v/+5v/+25∀),使得AD590特别适合于工作运动测量。
因是高阻抗输出,所以长线上的电阻对器件工作影响不大。
用绝缘良好的双绞线连接,可39第2期 何碧青:温度传感器以使器件在距25m 处正常工作。
高输出阻抗又能极好地消除电源电压漂移和纹波的影响,电源由5v 变到10v ,最大只有1 A 的电流变化。
相等于1∀的等效误差。
还要指出的是,AD590能经受高至44v 的正向电压和20v 的反向电压,因而不规则的电源变化或管脚反接也不会损坏器件。
图1是采用AD590实现温差测量电路,集成运算放大器将两个AD590的输出电流之差转换为电压U 0=(100m v /k)∃(T 2-T 1),当T 1=T 2时,U 0=0,Rp用于调零。
图1 A D590温差测量电路图2是采用AD590的测量放大电路。
图中,由于外加9V(实际上4~30V 均可)电压时,AD950能提供1 A /K 的恒流电流,所以,在25∀时,能提供1 A /K ∃(273.16+25)=298.16 A 电流。
该工作电流由AD950提供,它的输出电流则经过屏蔽线L,并通过L 两侧的R 1、R 2、C 1、及R 3、R 4、C 2的阻容滤波器滤去干扰,再流经R 5(1k ),转换成产生1mV /K 灵敏度的电压,加在运放A 同名端%+&端。
为了能以摄氏温度读出,所以图中在运放A 的反相端%-&端加上273.16mV 电压。
该电压由精密稳压集成块L M 1403经R 6、R 7、Rp 电阻分压产生。
这样运放A 便接成了差动放大。
若调整R 9电阻使运放A 的放大倍数调在100倍,则运放A 的输出端U 0输出电压就以100mV /∀的规律变化。
显然,当温度在-55~+100∀变化时,输出端电压就相应为-5.5~+10V 变化。
输出增加100mV,就相当于温度增加1∀。
需注意,L 屏蔽线应如图所示只能一端接地,若两端接地,地电位差将可能在屏蔽层中形成噪声电流,感应到信号线(芯线)上,而引起干扰。
外接电源电压以6~9V 为宜。
由AD590构成的热电偶冷端温度补偿电路如图3所示。
冷端人为加入一个同一温度控制,并且与热电偶具有相同电压温度系数且极性相反的补偿电势e 1,从而使冷端的总热电势不再随环境温度而变化。
e 1由AD950和电阻R 1来提供,其极性上正,下负,并且,e 1=-(1 A /K )∋R 1T =-(1 A /∀)R 1t图2 远程测温电路图3 AD 950构成的热电偶冷端温度补偿电路图对于K 型热电偶而言,它具有正的温度系数。
a =+41 296 V /∀,a (+41 V /∀,现取R 1=41 ,得到补偿电压e 1=-41 V /∀,恰能实现冷端温度自动补偿,需要注意,使用其他类型的热电偶时,需相应调整R 1的阻值,R 4、R 5是用来调节输出电压灵敏度。
2 2 电压输出型L M 35是电压型集成温度传感器的典型代表,由A 、C 、CA 、D 等型号系列。
其主要电特性见表2。
它可直接校正摄氏温度,最适宜遥控,成本低,输出阻抗1mA 负载时为0.1 。
表2 L M 35系列主要电特性参数名称LM 35/35A L M 35/35C A LM 35D 工作温度范围/∀-55~155-40~1100~100精度/∀#0.4/#0.2(t=25∀)#0.4/#0.2(t=25∀)#0.4工作电压范围/V 4~304~304~30静态电流/ A 565656灵敏度/mV /∀10101040贵州教育学院学报(自然科学) 第16卷图4是采用L M 35构成的温度控制电路,电路中的Rp 用于设定温度相应的基准电压U s ,U N 为L M 35检测温度输出的电压,当加热从R H 加热时,超过预先设定值,即U N >U S ,则A 1输出高电平,VT 1截止,R H 断电,停止加热。