圖3 電阻溫度檢測器
05丨IC溫度傳感器
- 模擬溫度傳感器
圖4 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,占空比與溫度的關系如下式:DC=0.32+0.0047*t,t為攝氏度。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。
圖5 數字式溫度傳感器
若是采用數字式接口的溫度傳感器,則可通過單線和微處理器進行溫度數據的傳送,輸出的方波信號具有正比于絕對溫度的周期,利用微處理器內部的計數器測出周期后就可計算出溫度。
可多點檢測、直接輸出數字量的數字溫度傳感器一般在芯片上分別設置了一個振蕩頻率溫度系數較大的振蕩器和一個溫度系數較小的振蕩器。在溫度較低時,由于溫度系數較小的振蕩器開門時間較短,因此溫度測量值較小,當溫度較高時,其計數值增大,上述計數值基礎上再加上一個同實際溫度差的校正數據構成了精密的數字式溫度傳感器。
06丨溫度傳感器的應用
在汽車領域中的應用——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。
在家用電器中的應用——溫度傳感器廣泛應用于家用電器,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。
在醫藥方面的應用——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。
07丨總結
溫度傳感器種類數量繁多,功能強大,已經深深的影響并改變了人們的生活。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,會給人們帶來越來越多的便利,也會給人們的生命安全帶來更多的保障。