热电偶温度传感器(温度传感器的发展)
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五种最常见的温度传感器
温度传感器是最常用的传感器之一,可以在计算机、汽车、厨房电器、空调和家用恒温器中看到。
目前,THERM最常见的五种温度传感器包括:
热敏电阻
热电偶
RTD(电阻温度检测器)
数字温度计IC
模拟温度计IC
1,热敏电阻
热敏电阻(即热敏电阻)是一种温度传感装置,其电阻是其温度的函数。
热敏电阻有两种:PTC(正温度系数)和NTC(负温度系数)。PTC热敏电阻的阻值随温度的升高而增大。相反,NTC热敏电阻的电阻随着温度的升高而降低,这种类型的热敏电阻似乎是最常用的热敏电阻。
值得注意的是,热敏电阻的阻值与其温度之间的关系是非常非线性的。
R 25C是室温(25c)下热敏电阻的标称电阻。该值通常在数据表中提供。
()是热敏电阻的材料常数,单位为开尔文。该值通常在数据表中提供。
T为热敏电阻的实际温度,单位为摄氏度。
然而,有两种简单的技术可以用来线性化热敏电阻的行为,即电阻模式和电压模式。
电阻模式线性化
电阻模式线性化将普通电阻与热敏电阻并联。如果电阻值与室温下热敏电阻的电阻值相同,线性化区域在室温下将是对称的。
电压模式线性化
电压模式线性化将热敏电阻与构成分压器电路的公共电阻串联,分压器电路必须连接到已知、固定且稳定的参考电压V REF。
这种配置的效果是在整个温度范围内产生线性输出电压。并且,类似于电阻模式线性化,如果电阻的值等于室温下热敏电阻的电阻,线性化区域将围绕室温对称。
2.热电偶
热电偶通常用于测量高温和大温度范围。
热电偶的工作原理是任何导体受到热梯度都会产生很小的电压,称为塞贝克效应。产生的电压大小取决于金属的类型。塞贝克效应的实际应用涉及两种不同的金属,一端连接,另一端分离。结的温度可以由非结导体之间的电压决定。
由于使用不同的金属材料,热电偶有多种类型。其中,合金组合已经变得流行,所需的组合由包括成本、可用性、化学性质和稳定性在内的因素驱动。不同类型的金属组合适用于不同的应用,用户通常根据所需的温度范围和灵敏度进行选择。
3,电阻温度检测器(RTD)
电阻温度检测器,也称为电阻温度计。RTD与热敏电阻相似,因为它们的电阻随温度而变化。然而,RTD不需要使用热敏电阻等对温度变化敏感的特殊材料,而是使用由陶瓷或玻璃制成的芯线缠绕的线圈。
RTD线是纯材料,通常是铂、镍或铜,这种材料具有精确的电阻-温度关系,用于确定测量温度。
4.模拟温度计集成电路
替代在分压器电路中使用热敏电阻和固定值电阻器的替代方案是模拟低压温度传感器,例如Analog Devices的TMP36。与热敏电阻相反,该模拟IC提供的输出电压几乎是线性的。在-40至+125°C的温度范围内,斜率为10mV/°C,精确至±2°C。
5、数字温度计IC
数字温度设备更加复杂,但它们可能非常准确。同样,它们可以简化您的总体设计,因为模数转换发生在温度计IC内部,而不是诸如微控制器之类的独立设备。例如,Maxim Integrated的DS18B20的精度为±0.5°C,温度范围为-55°C至+125°C。
此外,一些数字集成电路可以配置为从其数据线收集能量,只允许使用两条线路(即数据/电源和接地)进行连接。