ic温度传感器:IC温度传感器 – 温度传感器种类汇总及应用分析

2021/11/04 07:05 · 传感器知识资讯 ·  · ic温度传感器:IC温度传感器 – 温度传感器种类汇总及应用分析已关闭评论
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ic温度传感器:IC温度传感器-温度传感器种类汇总及应用分析电阻温度检测器(RTD)的应用核电厂广泛采用电阻温度探测器测量温度。RTD的测温原理是:纯金属或某些合金的电阻随温度的升高而增大,随温度降低而减小。因此RTD有点像是一个温电转换器,把温度变化转化为电压变化。最适合RTD使用的金属是在给定温度范围内保持稳定的纯金属。电

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ic温度传感器:IC温度传感器 - 温度传感器种类汇总及应用分析

电阻温度检测器(RTD)的应用
核电厂广泛采用电阻温度探测器测量温度。RTD的测温原理是:纯金属或某些合金的电阻随温度的升高而增大,随温度降低而减小。因此RTD有点像是一个温电转换器,把温度变化转化为电压变化。最适合RTD使用的金属是在给定温度范围内保持稳定的纯金属。电阻-温度变化关系最好是线性的,温度系数(温度系数的定义是单位温度引起的电阻变化)越大越好,而且要能够抵抗热疲劳,随温度变化响应灵敏。只有少数几种金属能够满足这样的要求。

IC温度传感器
(1)模拟集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控测,不需要进行非线性校准,外围电路简单。目前在国内外仍普遍应用的一种集成传感器,下面介绍一种具有高灵敏度和高精度的IC温度传感器—AN6701。
AN6701的原理图如下图所示,它由温度检测电路、温度补偿电路以及缓冲放大器3部分组成。

IC温度传感器的检测电路是利用晶体管对两个发射极的电流密度差产生基极-发射极之间的电压差(VbC)的原理而工作的。下图所示为温度检测及温度补偿电路图。上图中,T1-T5为检测电路,T8-T11及RC组成的电路产生正比其绝对温度的电流,该电流通过T12和T13注入T7,即可获得对应于注入电流的补偿温度。RC为外接电阻,使传感器的校准比较方便。

(2)数字输出传感器
数字温度传感器是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化和谐也取决于软件的开发水平。

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ic温度传感器:IC温度传感器及温度传感器分类

温度传感器的主要类型有:热电偶传感器、热敏电阻传感器、电阻温度检测器(RTD)、IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出传感器和数字输出传感器两种类型。那么下面我们来重点介绍下IC温度传感器及温度传感器分类。
IC温度传感器:
(1)模拟集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控测,不需要进行非线性校准,外围电路简单。目前在国内外仍普遍应用的一种集成传感器,下面介绍一种具有高灵敏度和高精度的IC温度传感器—AN6701。
AN6701的原理图如下图所示,它由温度检测电路、温度补偿电路以及缓冲放大器3部分组成。
IC温度传感器的检测电路是利用晶体管对两个发射极的电流密度差产生基极-发射极之间的电压差(VbC)的原理而工作的。下图所示为温度检测及温度补偿电路图。上图中,T1-T5为检测电路,T8-T11及RC组成的电路产生正比其绝对温度的电流,该电流通过T12和T13注入T7,即可获得对应于注入电流的补偿温度。RC为外接电阻,使传感器的校准比较方便。

(2)数字输出传感器
数字温度传感器是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化和谐也取决于软件的开发水平。

电阻温度检测器(RTD)的应用:
核电厂广泛采用电阻温度探测器测量温度。RTD的测温原理是:纯金属或某些合金的电阻随温度的升高而增大,随温度降低而减小。因此RTD有点像是一个温电转换器,把温度变化转化为电压变化。最适合RTD使用的金属是在给定温度范围内保持稳定的纯金属。电阻-温度变化关系最好是线性的,温度系数(温度系数的定义是单位温度引起的电阻变化)越大越好,而且要能够抵抗热疲劳,随温度变化响应灵敏。只有少数几种金属能够满足这样的要求。

电阻温度检测器(RTD)
RTD通常用铂金、铜或镍。这几种金属的电阻-温度关系如图所示,它们的温度系数较大,随温度变化响应快,能够抵抗热疲劳,而且易于加工制造成为精密的线圈。
RTD是目前最精确和最稳定的温度传感器。它的线性度优于热电偶和热敏电阻。但RTD也是响应速度较慢而且价格比较贵的温度传感器。因此RTD最适合对精度有严格要求,而速度和价格不太关键的应用领域。
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ic温度传感器:温度IC

非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度,则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长,而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关,因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度,如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下,物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制,可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正,最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射,从而提高有效发射系数:式中ε为材料表面发射率,ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量,则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度(即介质温度)进行修正而得到介质的真实温度。
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±0.1°C 的精度

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线性输出

无需校准

-55°C 至 150°C 感应范围

开始使用

温度开关

具有自动阈值检测的智能集成 IC 温度传感器和比较器

温度阈值检测

内置迟滞

多个编程选项

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线性热敏电阻

超小的线性热敏电阻传感器,设计为 NTC 热敏电阻传感器替代产品

在整个温度范围内保持线性

-40°C 至 170°C

标准 0402、0603、0805、TO-92S 封装

开始使用

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特色温度传感器

TMP117

16 位温度传感器,具有 0.0078°C 的分辨率,且无需校准即可在 -20°C 到 50°C 的范围内实现高达 ±0.1°C 的精度。

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TMP61

在整个温度范围内提供增强的线性和一致的灵敏度,并采用 2 引脚 X1SON 封装和 2 引脚 TO-92S 封装

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TMP236

±2.5°C 模拟输出温度传感器,在 –40°C 至 +150°C 的整个温度范围内具有 19.5mV/°C 的增益,电源电压范围为 2.3V 至 5.5V

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