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温度传感器的工作原理(一)
- 2019-07-05 -

    常见的模拟温度传感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103电压输出和AD590电流输出。

    温度传感器工作原理

    1.热电偶传感器工作原理

    当两个不同的导体和半导体A和B组成一个电路,并且两端相互连接时,只要两个节点的温度不同,一端的温度为T,即工作端或热端,另一端的温度为至,即被称为自由端或冷端,电流会在电路中产生,也就是说,电路中的电动势被称为热电动力。这种由不同温度引起的电动势现象被称为塞贝克效应。Sebeck有两种影响:一种是当电流通过两个不同导体的接头时,它会吸收或散发热量(取决于电流的方向),这被称为珀斯效应;另一种是当电流通过带有温度梯度,导体吸收或散发热量(取决于相对于导体的电流)。温度梯度的方向称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。

    2.电阻传感器工作原理

    导体电阻值随温度变化。通过测量电阻值可以计算被测物体的温度。基于此原理的传感器是电阻式温度传感器,主要用于-200-500℃温度范围内的温度测量,纯金属是热电阻的主要制造材料。热阻材料应具有以下特性:

    (1)电阻温度系数应大而稳定,电阻与温度应具有良好的线性关系。

    (2)电阻率高,热容量小,反应速度快。

    (3)该材料具有良好的重现性和工艺性,价格低廉。

    (4)在温度测量范围内,化学和物理性能稳定。

    目前,铂和铜是工业上应用最广泛的材料,已被制成标准的电阻温度计。

    3.红外温度传感器

    在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于其内部的热运动,电磁波会不断地在其周围辐射,其中包括0.75-100um波段的红外线。利用这一原理制作了红外温度传感器。

    4.数字温度传感器

    采用硅工艺生产的数字温度传感器和PTAT结构。这种半导体结构具有精确和良好的温度相关输出特性。通过占空比将PTAT的输出调制成数字信号。占空比与温度的关系如下:dc=0.32+0.0047*t,t为摄氏度。输出数字信号与单片机兼容。通过对处理器进行高频采样,计算出输出电压方波信号的占空比,得到温度。由于其特殊的技术,该温度传感器的分辨率优于0.005K。