常用溫度傳感器比較
   常用溫度傳感器比較

 一． 接觸式溫度傳感器

   1. 熱電偶：  

  （1） 測溫原理:  兩種不同成分的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢稱為熱電動(dòng)勢。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表連接，顯示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢，通過查詢熱電偶分度表，即可得到被測介質(zhì)溫度。

（2） 測溫范圍：      常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量，某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），zui高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。

（3） 常用熱電偶型號：
（4） 實(shí)例：  T型熱電偶，測溫范圍-40~350℃，詳細(xì)信息見T型熱電偶實(shí)例。

2. 熱電阻：  

（1） 測溫原理:  熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y量出溫度。  目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。  金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即：  Rt=Rt0[1+α（t-t0）]  式中，Rt為溫度t時(shí)的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時(shí)對應(yīng)電阻值；α為溫 度系數(shù)。半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為：  Rt =AeB/t      式中Rt為溫度為t時(shí)的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。

（2） 測溫范圍：  金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測量，其特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠。     半導(dǎo)體熱敏電阻測溫范圍只有-50~300℃左右, 且互換性較差，非線性嚴(yán)重，但溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上）。

（3） 常用熱電阻：  目前應(yīng)用zui廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越?。汇~電阻在測溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大，適用于無腐蝕介質(zhì)，超過150℃易被氧化。  中國zui常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號為Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的應(yīng)用。

（4） 實(shí)例：  Pt100為正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器，測量范圍-200℃~850℃，允許溫度偏差值0.15+0.002|t|，zui小置入深度200mm，zui大允許電流5mA,詳細(xì)信息見Pt100實(shí)例。

 3. 集成溫度傳感器：

<1>模擬式溫度傳感器：

（1） 原理：  將驅(qū)動(dòng)電路、信號處理電路以及必要的邏輯控制電路集成在單片IC上，具有實(shí)際尺寸小、使用方便、靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。

（2） 常見模擬式溫度傳感器：  電壓輸出型：      LM3911、LM335、LM45、AD22103。 電流輸出型：     AD590。

（3） 實(shí)例：      LM135\235\335系列是美國國家半導(dǎo)體公司（NS）生產(chǎn)的一種高精度易校正的集成溫度傳感器，是電壓輸出型溫度傳感器，工作特性類似于齊納穩(wěn)壓管。該系列器件靈敏度為10mV/K，具有小于1Ω的動(dòng)態(tài)阻抗，工作電流范圍從400μA到5mA，精度為1℃，LM135的溫度范圍為-55℃～+150℃，LM235的溫度范圍為-40℃～+125℃，LM335為-40℃~+100℃。封裝形式有TO-46、TO-92、SO-8。該器件廣泛應(yīng)用于溫度測量、溫差測量以及溫度補(bǔ)償系統(tǒng)中。詳細(xì)信息見LM135，235，335.pdf。  AD590是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍為3~30V，可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，測溫范圍為-55℃～+150℃，輸出電流為223μA~423μA，輸出電流變化1μA相當(dāng)于溫度變化1℃，zui大非線性誤差為±0.3℃，響應(yīng)時(shí)間僅為20μs，重復(fù)性誤差低至±0.05℃，功耗約為2mW,輸出電流信號的傳輸距離可達(dá)到1km以上，作為一種高阻電流源，zui高可達(dá)20MΩ，所以它不必考慮選擇開關(guān)或CMOS多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差,適用于多點(diǎn)溫度測量和遠(yuǎn)距離溫度測量的控制。詳細(xì)信息見AD590.pdf。

<2>數(shù)字式溫度傳感器：

（1） 原理：  將敏感元件、A/D轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)器等集成在一個(gè)芯片上，直接輸出反應(yīng)被測溫度的數(shù)字信號，使用方便，但響應(yīng)速度較慢（100ms數(shù)量級）。
（2） 實(shí)例：  DS18B20是美國Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的世界上*片支持“一線線”  接口的數(shù)字式溫度傳感器，供電電壓范圍為3～5.5V，測溫范圍為-55℃～+125℃，可編程的9～12位分辨率，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，出廠設(shè)置默認(rèn)為12位，在12位分辨率時(shí)zui多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字。