IFM傳感器發(fā)展有限公司,，IFM傳感器,，IFM傳感器*/39529829/39529839：單榮兵
IFM傳感器當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A和B組成個回路，其兩端相互連接時,，只要兩結(jié)點處的溫度不同,，端溫度為T，稱為工作端或熱端,，另端溫度為TO,，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，則回
路中就有電流產(chǎn)生，如圖2-1（a）所示,，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢,。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個：其,，當(dāng)有電流流過兩個不同導(dǎo)體的連接處時此處便吸收或放出熱量（取決于電流的方向）,，稱為珀爾帖效應(yīng)；其二,，當(dāng)有電流流過存在溫度梯度的導(dǎo)體時，導(dǎo)體吸收或放出熱量（取決于電流相對于溫度梯度的方向）,，稱為湯姆遜效應(yīng),。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢EAB（T,，T0）是由接觸電勢和溫差電勢合成的,。接觸電勢是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢，此電勢與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點的溫度有關(guān),。溫差電勢是指同導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢,，此電勢只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長度,、截面大小,、沿其長度方向的溫度分布無關(guān)。無論接觸電勢或溫差電勢都是由于集中于接觸處端點的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢,，熱電偶測量的熱電勢是二者的合成,。當(dāng)回路斷開時，在斷開處a,，b之間便有電動勢差△V,，其極性和大小與回路中的熱電勢致。并規(guī)定在冷端,，當(dāng)電流由A流向B時,，稱A為正極，B為負(fù)極,。實驗表明,，當(dāng)△V很小時，△V與△T成正比關(guān)系,。定義△V對△T的微分熱電勢為熱電勢率,，又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號和大小取決于組成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和結(jié)點的溫度差,。IFM傳感器發(fā)展有限公司,，IFM傳感器，IFM傳感器*/39529829/39529839：單榮兵
種類
IFM傳感器導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度,，利用此原理構(gòu)  溫度傳感器
成的傳感器就是電阻溫度傳感器,，這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要制造材料,，熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性： 　?、匐娮铚囟认禂?shù)要大而且穩(wěn)定,，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系,。 　　②電阻率高,，熱容量小,，反應(yīng)速度快。 　?、鄄牧系膹?fù)現(xiàn)性和工藝性好,，價格低。 熱敏電阻溫度特性 　?、茉跍y溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定,。 　　目前，在工業(yè)中應(yīng)用zui廣的鉑和銅,，并已制作成標(biāo)準(zhǔn)測溫?zé)犭娮琛?br />鉑電阻
　　鉑電阻與溫度之間的關(guān)系接近于線性（如右圖）,，在0～630.74℃范圍內(nèi)可用下式表示Rt=R0（1+At+Bt2）在-190～0℃范圍內(nèi)為Rt=R0（1+At+Bt2十Ct3） 。 　　式中：RO,、Rt為溫度0°及t°時鉑電阻的電阻值,，t為任意溫度，A,、B,、C為溫度系數(shù)，由實驗確定,，A=3.9684×10-3/℃,，B=-5.847×10-7/℃2，C=-4.22×10-l2/℃3,。由公式可看出,，  溫度傳感器
當(dāng)R0值不同時，在同樣溫度下,，其Rt值也不同,。  IFM傳感器發(fā)展有限公司，IFM傳感器,，IFM傳感器*/39529829/39529839：單榮兵
銅電阻
　　在測溫精度要求不高,，且測溫范圍比較小的情況下,，可采用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50～150℃的溫度范圍內(nèi),，銅電阻與溫度成線性關(guān)系,，其電阻與溫度關(guān)系的表達(dá)式為Rt=R0（1+At）（2-3）式中，A=4.25×10-3～4.28×10-3℃為銅電阻的溫度系數(shù),。
IFM傳感器傳感器,，如熱電偶、熱敏電阻和RTDS對溫度的監(jiān)控,，在些溫度范圍內(nèi)線性 　　不好,，需要進(jìn)行冷端補(bǔ)償或引線補(bǔ)償；熱慣性大,，響應(yīng)時間慢,。集成模擬溫度傳感器與之相比，具有靈敏度高,、線性度好,、響應(yīng)速度快等優(yōu)點,，而且它還將驅(qū)動電路,、信號處理電路以及必要的邏輯控制電路集成在單片IC上，有實際尺寸小,、使用方便等優(yōu)點,。常見的模擬溫度傳感器有LM3911、LM335,、LM45,、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型,。這里主要介紹該類器件的幾個典型,。
AD590溫度傳感器
　　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,，輸出電流223μA（-50℃）~423μA（+150℃）,，靈敏度為1μA/℃。當(dāng)在電路中串接采樣電阻R時,，R兩端的電壓可作為喻出電壓,。注意R的阻值不能取得太大，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(dá)到1km以上,。作為種高阻電流源，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,。適用于多點溫度測量和遠(yuǎn)距離溫度測量的控制。
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　　LM135/235/335系列是美國國家半導(dǎo)體公司（NS）的種高精度易校正的集成溫度傳感 　　  溫度傳感器
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,。該系列器件廣泛應(yīng)用于溫度測量、溫差測量以及溫度補(bǔ)償系統(tǒng)中,。
編輯本段邏輯輸出型溫度傳感器
　　在許多應(yīng)用中,，我們并不需要嚴(yán)格測量溫度值，只關(guān)心溫度是否超出了個設(shè)定范圍,，旦溫度超出所規(guī)定的范圍,，則發(fā)出報警信號，啟動或關(guān)閉風(fēng)扇,、空調(diào),、加熱器或其它控制設(shè)備，此時可選用邏輯輸出式溫度傳感器,。LM56,、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表,。
LM56溫度開關(guān)
　　LM56是NS公司的高精度低壓溫度開關(guān),，內(nèi)置1.25V參考電壓輸出端。zui大只能帶50μA的負(fù)載,。電源電壓從2.7~10V,，工作電流zui大230μA，內(nèi)置傳感器的靈敏度為6.2mV/℃,，傳感器輸出電壓為6.2mV/℃×T+395mV,。
溫度監(jiān)控開關(guān)
　　MAX6501/02/03/04是具有邏輯輸出和SOT-23封裝的溫度監(jiān)視器件 　　開關(guān)，它的設(shè)計非常簡單：用戶選擇種接近于自己需要的控制的溫度門限（由廠方預(yù)設(shè)在-45℃到+115℃,，預(yù)設(shè)值間隔為10℃）,。直接將其接入電路即可使用，無需任何外部元件,。其  溫度傳感器/39529829/39529839：單榮兵
中MAX6501/MAX6503為漏極開路低電平報警輸出,，MAX6502/MAX6504為推/拉式高電平報警輸出,。MAX6501/MAX6503提供熱溫度預(yù)置門限（35℃到+115℃），當(dāng)溫度高于預(yù)置門*報警,；MAX6502/MAX6504提供冷溫度預(yù)置門限（-45℃到+15℃）,，當(dāng)溫度低于預(yù)置門*報警。對于需要個簡單的溫度超限報警而又空間有限的應(yīng)用如筆記本電腦,、蜂窩等應(yīng)用來說是非常理想的,，該器件的典型溫度誤差是±0.5℃，zui大±4℃,，滯回溫度可通過引腳選擇為2℃或10℃,，以避免溫度接近門限值時輸出不穩(wěn)定。這類器件的工作電壓范圍為2.7V到5.5V,，典型工作電流30μA,。
IFM傳感器如果采用數(shù)字式接口的溫度傳感器，上述設(shè)計問題將得到簡化,。同樣,，當(dāng)A/D和微處理器的I/O管腳短缺時，采用時間或頻率輸出的溫度傳感器也能解決上述測量問題,。以MAX6575/76/77系列SOT-23封裝的溫度傳感器為例,，這類器件可通過單線和微處理器進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的傳送，提供三種靈活的輸出方式--頻率,、周期或定時,，并具備±0.8℃的典型精度,，條線zui多允許掛接8個傳感器,，150μA典型電源電流和2.7V到5.5V的寬電源電壓范圍及-45℃到+125℃的溫度范圍。它輸出的方波信號具有正比于溫度的周期,，采用6腳SOT-23封裝,，僅占很小的板面。該器件通過條I/O與微處理器相連,，利用微處理器內(nèi)部的計數(shù)器測出周期后就可計算出溫度,。
其它/39529829/39529839：單榮兵
　　DS1612是美國達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司的CMOS數(shù)字式溫度傳感器。內(nèi)含兩個不揮發(fā)性存儲器,，可以在存儲器中任意的設(shè)定上限和下限溫度值進(jìn)行恒溫器的溫度控制,，由于這些存儲器具有不揮發(fā)性，因此次定入后,，即使不用CPU也仍然可以獨(dú)立使用,。DS1612傳感器溫度測量原理和精度：在芯片上分別設(shè)置了個振蕩頻率溫度系數(shù)較大的振蕩器（OSC1）和個溫度系數(shù)較小的振蕩器（OSC2）。在溫度較低時,，由于OSC2的開門時間較短,，因此溫度測量計數(shù)器計數(shù)值（n）較?。欢?dāng)溫度較高時,，由于OSC2的開門時間較長,，其計數(shù)值（m）增大。如果在上述計數(shù)值基礎(chǔ)上再加上個同實際溫度相差的校正數(shù)據(jù),，就可以構(gòu)成個高精度的數(shù)字溫度傳感器,。該公司將這個校正值定入芯片中的不揮發(fā)存儲器中，這樣傳感器輸出的數(shù)字量就可以作為實際測量的溫度數(shù)據(jù),，而不需要再進(jìn)行校準(zhǔn),。它可測量的溫度范圍為-55℃~+125℃，在0℃~+70℃范圍內(nèi),，測量精度為±0.5℃,，輸出的9位編碼直接與溫度相對應(yīng)。DS1621同外部電路的控制信號和數(shù)據(jù)的通信是通過雙向總線來實現(xiàn)的,，由CPU生成串行時鐘脈沖（SCL）,，SDA是雙向數(shù)據(jù)線。通過地址引腳A0,、A1,、A2將8個不同的地址分配給各器件。通過設(shè)定寄存器來設(shè)置工作方式,，并對工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,。被測的溫度數(shù)據(jù)被存儲在溫度傳感器寄存器中，高溫（TH）和低溫（TL）閾值寄存器存儲了恒溫器輸出（Tout）的閾值?，F(xiàn)在,，各種集成的溫度傳感器的功能越來越化。比如,，MAXIM公司近期推出的MAX1619是種增強(qiáng)型精密遠(yuǎn)端數(shù)字溫度傳感器,，能夠監(jiān)測遠(yuǎn)端P-N結(jié)和其自身封裝的溫度。它具有雙報警輸出：ALERT和OVERT,。ALERT用于指示各傳感器的高/低溫狀態(tài),，OVERT信號等價于個自動調(diào)溫器，在遠(yuǎn)端溫度傳感器超上*觸發(fā),，MAX1619與MAX1617A*軟件兼容,，非常適合于系統(tǒng)關(guān)斷或風(fēng)扇控制，甚在系統(tǒng)“死鎖”后仍能正常工作,。美國達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司的DS1615是有記錄功能的溫度傳感器,。器件中包含實時時鐘、數(shù)字式溫度傳感器,、非易失性存儲器,、控制邏輯電路以及串行接口電路,。數(shù)字溫度傳感器的測量范圍為-40℃~+85℃，精度為±2℃,，讀取9位時的分辨率是0.03125℃,。時鐘提供的時間從秒年月，并對到2100年以前的閏年作了修正,。電源電壓為2.2V~5.5V,，8腳SOIC封裝。DS17775是數(shù)字式溫度計及恒溫控制器集成電路,。其中包含數(shù)字溫度傳感器,、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字寄存器,、恒溫控制比較器以及兩線串行接口電路,。供電電壓在3V5V時的測量溫度精度為±2℃，讀取9位時的分辨率是0.5℃,，讀IFM傳感器現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集（即傳感器技術(shù)）,、信息傳輸（通信技術(shù)）和信息處理（計算機(jī)技術(shù)）。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿產(chǎn)品,，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè),、科學(xué)研究和生活等域，數(shù)量高居各種傳感器之,。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段,；（1）傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件）；（2）模擬集成溫度傳感器/控制器,；（3）智能溫度傳感器,。/39529829/39529839：單榮兵上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化,、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,。在20世紀(jì)90年代中期zui早推出的智能溫度傳感器,，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器,，其測溫精度較低，分辨力只能達(dá)到1°C,。國外已相繼推出多種高精度,、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位A/D轉(zhuǎn)換器,，分辨力般可達(dá)0.5~0.0625°C,。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù),，其分辨力高達(dá)0.03125°C,，測溫精度為±0.2°C,。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器,。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例,，它對本地傳感器、每路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27us,、9us,。進(jìn)入21世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度,、多功能,、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性,、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器,、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。目前,，智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線（1-Wire）總線,、I2C總線,、SMBus總線和spI總線。溫度傳感器作為從機(jī)可通過總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信,。/39529829/39529839：單榮兵