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常用温度传感器应用实例及发展趋势简介
添加时间:2020-07-29

  是讯息技能的前沿尖端产物,被平凡用于工农业坐蓐、科学商量和生等范围,加倍是(PT100),利用规模广,数目众,居各类阶段:即古代的分立式温度传感器、模仿集成温度传感器、智能温度传感器。目前,邦际上新型温度传感器正从模仿式向数字式、由集成化向智能化、汇集化的偏向

  温度传感器按传感器于被测介质的接触办法可分为2大类:一类是接触式温度传感器,一类黑白接触式温度传感器,接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有优越的热接触,通过热传导及对流道理抵达热平均,这时的示值即为被测对象的温度。这种测温格式精度对照高,并正在肯定水准上还可衡量物体内部的温度分散,但关于运动的、热容量对照小的、或对感温元件有腐化感化的对象,这种格式将会爆发很大的差错。

  非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。目前最常用的是辐射热互换道理。此种测温格式的要紧特质是可衡量运动形态的小方针及热容量小或转折疾捷的对象,也可测温度场的温度分散,但受情况的影响对照大。

  集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,所以亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模仿集成温度传感器是正在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成正在一个芯片上、可告竣温度衡量及模仿信号输出性能的专用IC。模仿集成温度传感器的要紧特质是性能简单(仅衡量温度)、测温差错小、代价低、反响速率疾、传输隔绝远、体积小、微功耗等,适合远隔绝测温、控测,不须要实行非线性校准,外围电途大略。目前正在邦外里仍遍及使用的一种集成传感器,下面先容一种具有高圆活度和高精度的IC温度传感器-AN6701。

  AN6701温度传感器由温度检测电途、温度赔偿电途以及缓冲放大器3局限构成。IC温度传感器的检测电途是欺骗晶体管对两个发射极的电流密度差爆发基极-发射极之间的电压差(VbC)的道理而办事的。

  传感器(亦称数字温度传感器)是正在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技能、估计机技能和自愿测试技能(ATE)的结晶。目前,邦际上已斥地绝伦种智能温度传感器系列产物。智能温度传感器内部都蕴涵温度传感器、A/D转换器、信号治理器、存储器(或寄存器)和接口电途。有的产物还带众途选拔器、主题把持器(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质是能输出温度数据及干系的温度把持量,适配各类微把持器(MCU);而且它是正在硬件的根柢上通过软件来完毕测试性能的,其智能化融洽也取决于软件的斥地程度。

  21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、众性能、总线轨范化、高牢靠性及和平性、斥地虚拟传感器和汇集传感器、研制单片测温体系等高科技的偏向疾捷进展。

  21世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,区分力只可抵达1℃。目前,外洋已接踵推绝伦种高速率、高区分力的智能温度传感器,所用的是9~12位A/D转换器,区分力日常可达0.5~0.0625℃。由美邦DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高区分力智能温度传感器,能输出13位二进制数据,其区分力高达0.03125℃,测温精度为0.2℃。为了抬高众通道智能温度传感器的转换速度,也有的芯片采用高速逐次接近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例,它对当地传感器、每一块长途传感器的转换工夫区别仅为27s、9s。

  温度传感器的测试性能也正在继续加强。比方,DS1629型单线智能温度传感器扩张了及时日历时钟(RTC),使其性能特别圆满。DS1624还扩张了存储性能,欺骗芯片内部256字节的E2PROM存储器,可存储用户的短讯息。其余,智能温度传感器正从单通道向众通道的偏向进展,这就为研制和斥地众途温度测控体系创作了优越条款。

  传感器都具有众种办事形式可供选拔,要紧包含单次转换形式、连绵转换形式、待机形式,有的还扩张了低温极限扩展形式,操作特别轻省。对某些智能温度传感器而言,主机(外部微治理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速度(样板产物为MAX6654),区分力及最大转换工夫(样板产物为DS1624)。

  智能温度传感器的总线技能也完毕了轨范化、楷模化,所采用总线-Wire)总线C总线、SMBus总线和SPI总线。温度传感器行为从机可通过专用总线接口与主机实行通讯。

  D转换器民众采用积分式或逐次对照式转换技能,其噪声容限低,箝制混叠噪声及量化噪声的本领对照差。新型智能温度传感器(比方TMP03/204、LM74、LM83)遍及采用了高本能的-式A/D转换器不但能滤除量化噪声,并且对外围元件的精度哀求低;因为采用数字反应办法,所以对照器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有箝制串模作对本领强、区分力高、线性度好、本钱低等便宜。

  为了避免正在温控体系受到噪声作对时爆发误举措,正在AD7416/7417/7817、LM75/76、MAX6625/6626等智能温度传感器的内部,都扶植了一个可编程的阻滞列队(fault queue)计数器,专用于设定许可被测温度值赶过上、下限的次数。仅当被测温度连绵赶过上限或低于下限的次数抵达或赶过所设定的次数n(n=1~4)时,智力触发中止端。若阻滞次数不满意上述条款或阻滞不是连绵产生的,阻滞计数器就复位而不会触发中止端。这意味着假定n=3时,那么偶尔受到一次或两次噪声作对,都不会影响温控体系的平常办事。

  76型智能温度传感器扩张了温度窗口对照器,特别适合打算一个适当ACPI(Advanced Configuration and Power Interface,即进步摆设与电源接口)楷模的温控体系。这种体系具有圆满的过热回护性能,可用来监控札记本电脑和任事器中CPU及主电途的温度。微治理器最高可承担的办事温度轨则为tH,台式估计机日常为75℃,高级札记本电脑的专用CPU可达100℃。一朝CPU或主电途的温度胜过所设定的上、下限时,INT端速即使主机爆发中止,再通过电源把持器发出信号,疾捷将主电源闭断起到回护感化。别的,当温度赶过CPU的极限温度时,紧要超温报警输出端(T_CRIT_A)也能直接闭断主电源,而且该端还可通过独立的硬件占定电途来堵截主电源,以防主电源把持失灵。上述三重和平性回护程序已成为邦际上打算温控体系的新概念。

  为提防因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。少少智能温度传感器还扩张了ESD回护电途,日常可承担1000~4000V的静电放电电压。广泛是将体等效于由100pF电容1.2k电阻串联而成的电途模子,当人体放电时,TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中止/对照器信号输出端和地方输入端均可承担1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可随4000V的静电放电电压。最新斥地的智能温度传感器(比方MAX6654、LM83)还扩张了传感器阻滞检测性能,能自愿检测外部晶体管温度传感器(亦称长途传感器)的开途或短途阻滞。MAX6654还具有选拔寄存阻抗抵消(Parasitic Resistance Cancellation,英文缩写为PRC)形式,能抵消长途传感器引线阻抗所惹起的测温差错,尽管引线,也不会影响衡量精度。长途传感器引线可采用普遍双绞线或者带樊篱层的双绞线 虚拟温度传感器和汇集温度传感器

  虚拟传感器是基于传感器硬件和估计机平台、并通过软件斥地而成的。欺骗软件可告竣传感器的标定及校准,以完毕最佳本能目标。迩来,病因BK公司已斥地出一种基于软件扶植的TEDS型虚拟传感器,其要紧特质是每只传感器都有独一的产物序列号而且附带一张软盘,软盘上存储着对该传感器实行标定的相闭数据。利用时,传感器通过数据搜聚器接至估计机,最初从估计机输入该传感器的产物序列号,再从软盘上读出相闭数据,然后自愿告竣对传感器的搜检、传感器参数的读取、传感器扶植和记实办事。

  跟着工业坐蓐恶果的继续抬高,自愿化程度与规模的继续扩充,对温度传感器的哀求也越来越高,概括起来有以下几个方面:扩展测温规模、抬高衡量精度、扩充测温对象、进展新产物、显示数字化、检定自愿化。