溫度與我們的生活息息相關,它是反應物體冷熱狀態的參數,同時,做為監測參考值,溫度也被應用于各種工具中,例如溫度計用來監測人體溫度進而確定健康狀態,溫度傳感器也是通過溫度來傳達信號進行工作。如今,溫度傳感器作為監測溫度的重要手段之一,為人民的生活帶來了極大的方便。今天我們就來看一下溫度傳感器的相關內容。
溫度傳感器主要有哪些類型
溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器品種繁多,主要分為四類,分別是熱電偶傳感器、熱敏電阻傳感器、電阻溫度檢測器以及IC溫度傳感器,其中IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數字輸出兩種。
1)熱電偶傳感器。熱電偶傳感器裝配簡單,更換方便,是壓簧式感溫元件,抗震性好。它的測量范圍大,一般是-200℃~1300℃,特殊情況下最低測量溫度可達-270℃,最高測量溫度達2800℃。除此之外,熱電偶傳感器機械強度高,耐壓性好,制作工藝簡單,價格便宜,在許多領域都能見識到它的身影。
根據熱電偶傳感器的特性要求熱電偶的材料溫度測量范圍廣,溫度線性度好,測量準確度高,輸出熱電動勢大,熱電性能穩定,物理化學性能好,不蒸發抗氧化等等。我國標準的熱電偶有六種,分別是銅-康銅,鎳鉻-考銅,鎳鉻-鎳硅,鎳鉻-鎳鋁,鉑銠10-鉑,鉑銠30-鉑銠6。
2)熱敏電阻傳感器。熱敏電阻是敏感元件的一類,熱敏電阻的電阻值會隨著溫度的變化而改變,與一般的固定電阻不同,屬于可變電阻的一類,廣泛應用于各種電子元器件中。不同于電阻溫度計使用純金屬,在熱敏電阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物。正溫度系數熱敏電阻器在溫度越高時電阻值越大,負溫度系數熱敏電阻器在溫度越高時電阻值越低,它們同屬于半導體器件。熱敏電阻通常在有限的溫度范圍內實現較高的精度,通常是-90℃?130℃。
3)電阻溫度檢測器。一種物質材料作成的電阻,它會隨溫度的上升而改變電阻值,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻係數,如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負電阻系數。熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。電阻式溫度檢測器是最準確的溫度傳感器之一,它不僅提供良好的精度,也提供了出色的穩定性和可重復性。除此之外,電阻溫度檢測器還相對防止電氣噪聲,因此非常適合在工業環境中的溫度測量,特別是在電動機和發電機及其他高壓設備的周圍使用。
4)IC溫度傳感器:
模擬溫度傳感器:常見的模擬溫度傳感器有LM3911、LM335、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型等。AD590是電流輸出型溫度傳感器,供電電壓范圍是3~30V,輸出電流223μA(-50℃)~423μA(+150℃),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注意R的阻值不能取太大,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。
數字式溫度傳感器:輸出為占空比的數字溫度傳感器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,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。
溫度傳感器的主要應用
1、汽車領域:車用傳感器是汽車電子設備的重要組成部分,它們擔負著信息收集的任務。在汽車電噴發動機系統、自動空調系統中,溫度是需要測量和控制的重要參數之一。發動機熱狀態的測量、氣體和液體溫度的測量都需要用到溫度傳感器。試想一下,在一個炎熱的夏天,你坐著一輛沒有空調的車去往你的目的地,這是一件多么恐怖的事。因此,車用溫度傳感器必不可少。
2、家用電器:溫度傳感器廣泛應用于家用電器中,如微波爐、空調、油煙機、吹風機、烤面包機、電磁爐、炒鍋、冰箱、熱水器、飲水機、洗衣機等等。
3、醫藥方面:現如今,諸多藥品的研發與生產也開始對溫度有了要求,如何保證藥品在研發到運輸到存儲或食用這幾個階段內依舊安全有效,醫藥鏈溫度監測是重中之重。有效使用溫度傳感器,病人患者的生命安全得到保障。
溫度傳感器越來越多的應用于日常生活中,為人們的生活帶來了極大的便利。相信隨著科學技術的發展,功能越來越強大且完善的溫度傳感器會使人們的生活水平越來越高,也會給人們的生命安全帶來更多的保障。