常(chang)用(yong)溫度傳感(gan)器比(bi)較

常(chang)用(yong)溫度傳感(gan)器比(bi)較
   常(chang)用(yong)溫度傳感(gan)器比(bi)較

 壹． 接(jie)觸式溫度傳感(gan)器

   1. 熱(re)電(dian)偶：  

  （1） 測(ce)溫原(yuan)理(li):  兩種(zhong)不同成分(fen)的(de)導體（稱為熱(re)電(dian)偶絲(si)或(huo)熱電(dian)極(ji)）兩端接(jie)合成回(hui)路(lu)，當(dang)接(jie)合點的溫度不同時，在回(hui)路(lu)中(zhong)就會產(chan)生(sheng)電(dian)動勢，這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)稱為熱(re)電(dian)效應，而這(zhe)種(zhong)電(dian)動勢稱為熱(re)電(dian)動勢。熱(re)電(dian)偶就是利用(yong)這種(zhong)原(yuan)理(li)進行溫度測(ce)量(liang)的(de)，其(qi)中(zhong)，直(zhi)接(jie)用(yong)作測(ce)量(liang)介(jie)質溫度的壹端叫(jiao)做工作端（也(ye)稱為測(ce)量(liang)端），另(ling)壹端叫(jiao)做冷(leng)端（也(ye)稱為補(bu)償(chang)端）；冷(leng)端與顯(xian)示(shi)儀(yi)表連(lian)接(jie)，顯示出(chu)熱(re)電(dian)偶所產(chan)生(sheng)的熱電(dian)動勢，通(tong)過(guo)查詢熱電(dian)偶分(fen)度表(biao)，即可得(de)到(dao)被測(ce)介(jie)質溫度。

（2） 測(ce)溫範(fan)圍(wei)：      常(chang)用(yong)的熱(re)電(dian)偶從(cong)-50~+1600℃均可(ke)連(lian)續測(ce)量(liang)，某些特(te)殊(shu)熱(re)電(dian)偶zui低(di)可測(ce)到(dao)-269℃（如(ru)金鐵鎳(nie)鉻），zui高(gao)可達(da)+2800℃（如(ru)鎢-錸）。

（3） 常(chang)用(yong)熱電(dian)偶型(xing)號：
（4） 實(shi)例：  T型(xing)熱電(dian)偶，測(ce)溫範(fan)圍(wei)-40~350℃，詳細信息見(jian)T型熱(re)電(dian)偶實(shi)例。

2. 熱(re)電(dian)阻(zu)：  

（1） 測(ce)溫原(yuan)理(li):  熱電(dian)阻(zu)是基(ji)於(yu)電(dian)阻(zu)的熱效應進行(xing)溫度測(ce)量(liang)的(de)，即電(dian)阻(zu)體的阻(zu)值(zhi)隨溫度的變(bian)化而(er)變(bian)化的(de)特性(xing)。因(yin)此(ci)，只要(yao)測(ce)量(liang)出(chu)感(gan)溫熱電(dian)阻(zu)的阻(zu)值(zhi)變(bian)化，就可以測(ce)量(liang)出(chu)溫度。  目(mu)前主(zhu)要有金屬(shu)熱電(dian)阻(zu)和(he)半導(dao)體(ti)熱敏(min)電(dian)阻(zu)兩類。  金屬(shu)熱電(dian)阻(zu)的電(dian)阻(zu)值(zhi)和(he)溫度壹般(ban)可(ke)以用(yong)以下的近似(si)關(guan)系式表(biao)示，即：  Rt=Rt0[1+α（t-t0）]  式中(zhong)，Rt為溫度t時的阻(zu)值(zhi)；Rt0為溫度t0（通常(chang)t0=0℃）時對應電(dian)阻(zu)值(zhi)；α為溫 度系數。半導(dao)體(ti)熱敏(min)電(dian)阻(zu)的阻(zu)值(zhi)和(he)溫度關系為：  Rt =AeB/t      式(shi)中(zhong)Rt為溫度為t時的阻(zu)值(zhi)；A、B取決於(yu)半導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構的常(chang)數。

（2） 測(ce)溫範(fan)圍(wei)：  金屬(shu)熱電(dian)阻(zu)壹般(ban)適用(yong)於(yu)-200~500℃範(fan)圍(wei)內(nei)的溫度測(ce)量(liang)，其(qi)特(te)點是測(ce)量(liang)準(zhun)確、穩(wen)定(ding)性好、性能(neng)可(ke)靠。     半導(dao)體(ti)熱敏(min)電(dian)阻(zu)測(ce)溫範(fan)圍(wei)只(zhi)有-50~300℃左右, 且互換性(xing)較差，非(fei)線(xian)性(xing)嚴重，但(dan)溫度系數更大(da)，常(chang)溫下的電(dian)阻(zu)值(zhi)更高(gao)（通常(chang)在(zai)數千歐(ou)以上(shang)）。

（3） 常(chang)用(yong)熱電(dian)阻(zu)：  目(mu)前應用(yong)zui廣泛(fan)的(de)熱(re)電(dian)阻(zu)材(cai)料(liao)是(shi)鉑(bo)和(he)銅：鉑(bo)電(dian)阻(zu)精度高(gao)，適用(yong)於(yu)中性和(he)氧化性介(jie)質，穩(wen)定(ding)性好，具(ju)有壹(yi)定的(de)非線性，溫度越(yue)高(gao)電(dian)阻(zu)變(bian)化率(lv)越(yue)小；銅(tong)電(dian)阻(zu)在測(ce)溫範(fan)圍(wei)內(nei)電(dian)阻(zu)值(zhi)和(he)溫度呈線性關系，溫度線數大(da)，適用(yong)於(yu)無腐蝕介(jie)質，超過150℃易(yi)被氧化。  中國zui常(chang)用(yong)的有(you)R0=10Ω、R0=100Ω和(he)R0=1000Ω等幾(ji)種(zhong)，它(ta)們(men)的(de)分(fen)度號(hao)分別(bie)為Pt10、Pt100、Pt1000；銅(tong)電(dian)阻(zu)有R0=50Ω和(he)R0=100Ω兩種(zhong)，它(ta)們(men)的(de)分(fen)度號(hao)為Cu50和(he)Cu100。其(qi)中(zhong)Pt100和(he)Cu50的應用(yong)。

（4） 實例(li)：  Pt100為正(zheng)溫度系數熱敏(min)電(dian)阻(zu)傳感(gan)器，測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)-200℃~850℃，允許溫度偏差值(zhi)0.15+0.002|t|，zui小置入深度(du)200mm，zui大(da)允許電(dian)流5mA,詳細信息見(jian)Pt100實例(li)。

 3. 集(ji)成溫度傳感(gan)器：

<1>模(mo)擬(ni)式溫度傳感(gan)器：

（1） 原(yuan)理(li)：  將(jiang)驅動(dong)電(dian)路(lu)、信號處(chu)理(li)電(dian)路(lu)以及必要的邏(luo)輯控(kong)制電(dian)路(lu)集(ji)成(cheng)在單(dan)片IC上，具(ju)有實(shi)際尺(chi)寸小、使用(yong)方便(bian)、靈敏(min)度(du)高(gao)、線性(xing)度好、響應速度快(kuai)等優點。

（2） 常(chang)見(jian)模(mo)擬(ni)式溫度傳感(gan)器：  電(dian)壓(ya)輸出(chu)型(xing)：      LM3911、LM335、LM45、AD22103。 電(dian)流輸出(chu)型(xing)：     AD590。

（3） 實例：      LM135\235\335系列是美(mei)國國家半導(dao)體(ti)公司(si)（NS）生產的壹(yi)種(zhong)高(gao)精度(du)易校正(zheng)的集(ji)成(cheng)溫度傳感(gan)器，是(shi)電(dian)壓(ya)輸出(chu)型(xing)溫度傳感(gan)器，工(gong)作特(te)性類似於(yu)齊(qi)納(na)穩(wen)壓(ya)管。該系(xi)列器件(jian)靈敏(min)度(du)為10mV/K，具(ju)有小於(yu)1Ω的動態阻(zu)抗，工作電(dian)流範(fan)圍(wei)從(cong)400μA到(dao)5mA，精(jing)度(du)為1℃，LM135的(de)溫度範(fan)圍(wei)為-55℃～+150℃，LM235的(de)溫度範(fan)圍(wei)為-40℃～+125℃，LM335為-40℃~+100℃。封裝(zhuang)形(xing)式有(you)TO-46、TO-92、SO-8。該器件(jian)廣泛(fan)應用(yong)於(yu)溫度測(ce)量(liang)、溫差測(ce)量(liang)以及溫度補償(chang)系統(tong)中(zhong)。詳細信息見(jian)LM135，235，335.pdf。  AD590是美(mei)國模(mo)擬(ni)器件(jian)公司的(de)電(dian)流輸出(chu)型(xing)溫度傳感(gan)器，供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)為3~30V，可(ke)以承受(shou)44V正(zheng)向電(dian)壓(ya)和(he)20V反向(xiang)電(dian)壓(ya)，測(ce)溫範(fan)圍(wei)為-55℃～+150℃，輸出(chu)電(dian)流為223μA~423μA，輸出(chu)電(dian)流變(bian)化1μA相(xiang)當(dang)於(yu)溫度變(bian)化1℃，zui大(da)非(fei)線性(xing)誤差(cha)為±0.3℃，響(xiang)應時間僅(jin)為20μs，重(zhong)復(fu)性誤差(cha)低(di)至±0.05℃，功(gong)耗約(yue)為2mW,輸出(chu)電(dian)流信號的(de)傳(chuan)輸距(ju)離(li)可達(da)到(dao)1km以上(shang)，作(zuo)為壹(yi)種(zhong)高(gao)阻(zu)電(dian)流源(yuan)，zui高(gao)可達(da)20MΩ，所以它(ta)不必考(kao)慮(lv)選(xuan)擇開關(guan)或(huo)CMOS多路(lu)轉(zhuan)換器所引入的附(fu)加(jia)電(dian)阻(zu)造成的誤差(cha),適用(yong)於(yu)多點溫度測(ce)量(liang)和(he)遠距離(li)溫度測(ce)量(liang)的(de)控(kong)制。詳細信息見(jian)AD590.pdf。

<2>數字(zi)式溫度傳感(gan)器：

（1） 原(yuan)理(li)：  將(jiang)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)、A/D轉(zhuan)換單(dan)元、存儲器等集(ji)成(cheng)在壹(yi)個(ge)芯片上，直接(jie)輸出(chu)反應被測(ce)溫度的數字(zi)信號，使用(yong)方便(bian)，但響(xiang)應速度較慢（100ms數量(liang)級(ji)）。
（2） 實例(li)：  DS18B20是(shi)美(mei)國Dallas半導(dao)體(ti)公司(si)生產的世(shi)界(jie)上*片支持(chi)“壹(yi)線(xian)線(xian)”  接(jie)口(kou)的數字(zi)式溫度傳感(gan)器，供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)為3～5.5V，測(ce)溫範(fan)圍(wei)為-55℃～+125℃，可(ke)編程(cheng)的9～12位分(fen)辨率(lv)，對(dui)應的可(ke)分辨(bian)溫度分別(bie)為0.5℃、0.25℃、0.125℃和(he)0.0625℃，出(chu)廠設(she)置默認為12位(wei)，在(zai)12位分(fen)辨率(lv)時zui多在750ms內(nei)把溫度值(zhi)轉(zhuan)換為數字(zi)。