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常用温度传感器比较

常用温度传感器比较 一. 接触式温度传感器 1. 热电偶: (1) 测温原理: 两种不同成分的导体(称为热电偶丝或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电动势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表连接,显示出热电偶所产生的热电动势,通过查询热电偶分度表,即可得到被测介质温度。 (2) 测温范围: 常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

 常用温度传感器比较
 一. 接触式温度传感器

 1. 热电偶:
 (1) 测温原理:  两种不同成分的导体(称为热电偶丝或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电动势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表连接,显示出热电偶所产生的热电动势,通过查询热电偶分度表,即可得到被测介质温度。
(2) 测温范围:常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
(3) 常用热电偶型号:

热电偶分度号热电极材料

正极负极
S铂铑10纯铂
R铂铑13纯铂
B铂铑30铂铑6
K镍铬镍硅
T纯铜铜镍
J铜镍
N镍铬硅镍硅
E镍铬铜镍

   
 2. 
热电阻:  
(1) 测温原理:  热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。  目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。  金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即:  Rt=Rt0[1+;(t-t0)]  式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温 度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为:  Rt =AeB/t 式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。
(2) 测温范围:  金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠。半导体热敏电阻测温范围只有-50~300℃左右, 且互换性较差,非线性严重,但温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上)。
(3) 常用热电阻:目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜:铂电阻精度高,适用于中性和氧化性介质,稳定性好,具有一定的非线性,温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系,温度线数大,适用于无腐蚀介质,超过150℃易被氧化。  中国最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种,它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000;铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种,它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。
 
3. 集成温度传感器:
  <1>模拟式温度传感器

(1) 原理: 将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上,具有实际尺寸小、使用方便、灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点。
(2) 常见模拟式温度传感器:  电压输出型: LM3911、LM335、LM45、AD22103。 电流输出型:AD590。
(3) 实例: LM135\235\335系列是美国国家半导体公司(NS)生产的一种高精度易校正的集成温度传感器,是电压输出型温度传感器,工作特性类似于齐纳稳压管。该系列器件灵敏度为10mV/K,具有小于1;的动态阻抗,工作电流范围从400μA到5mA,精度为1℃,LM135的温度范围为-55℃~+150℃,LM235的温度范围为-40℃~+125℃,LM335为-40℃~+100℃。封装形式有TO-46、TO-92、SO-8。该器件广泛应用于温度测量、温差测量以及温度补偿系统中。  AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器,供电电压范围为3~30V,可以承受44V正向电压和20V反向电压,测温范围为-55℃~+150℃,输出电流为223μA~423μA,输出电流变化1μA相当于温度变化1℃,最大非线性误差为0.3℃,响应时间仅为20μs,重复性误差低至±0.05℃,功耗约为2mW,输出电流信号的传输距离可达到1km以上,作为一种高阻电流源,最高可达20MΩ,所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差,适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。

<2>数字式温度传感器 
(1) 原理:  将敏感元件、A/D转换单元、存储器等集成在一个芯片上,直接输出反应被测温度的数字信号,使用方便,但响应速度较慢(100ms数量级)。
(2) 实例:  DS18B20是美国Dallas半导体公司生产的世界上第一片支持“一线总线”  接口的数字式温度传感器,供电电压范围为3~5.5V,测温范围为-55℃~+125℃,可编程的9~12位分辨率,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,出厂设置默认为12位,在12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字。

二. 非接触式温度传感器 

传感器型号
测温范围
典型应用
OTP-538F2S
 -40~+500℃
医学(耳温机),家庭设施(吹风机等)
TS105-1
-20~100℃(精确度: -0.45 ;0.08 %/K)
红外测温仪,非接触温度测量,移动物体温度测量
TS105-2
 -20~100℃
温度计,微波炉,室内空调,高温计,汽车环境控制
TS118-1
跟处理电路相关(普通-20~300℃)
无接触温度测量,移动物体温度测量,温度控制,火灾报警
TS118-3
跟处理电路相关(普通-20~300℃)
无接触温度测量,温度控制,火灾报警,气候控制系统
TSEV01
0~300℃(精确度:0.1℃)
家庭,医疗,汽车,安全,工业

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