温度传感器的新发展 [2].doc

温度传感器的新发展 王晓越 100205011113 摘要： 温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。根据调查，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。五十年以后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 关键字：温度 温度传感器 发展进程 新发展 一、温度的概念 温度（temperature）是国际单位制中一个基本物理量。 温度的微观概念是大量分子运动平均强度的表示，分子运动愈激烈其温度表现越强烈；温度的宏观概念是冷热程度的表示，即为互为热平衡的两物体，其温度相等。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标，摄氏温标，热力学温标。自然界中几乎所有的物理化学过程都与温度密切相关，因此温度是日常生活、科学试验以及工农业生产中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量。 二、温度传感器 温度传感器是把温度信号转换为与之有确定对应关系电信号的一种信号转换装置，也是开发最早，应用最广的一类传感器。现有技术的温度传感器主要分为两类。一类是机械温度传感器，其工作原理是利用材料热胀冷缩的物理性质，在一定温度条件下使测温材料产生形变，自动连通或断开电路使电器启动或者停机；由此可见这是突变。另一种温度传感器则是利用半导体器件的热敏特性而设计，温度变化时，热敏电阻的阻值改变，导致热敏电阻所在电路的电参数改变，从而输出相应的电信号。因此这是渐变。同时也可以细分为四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。 结合了微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE_）的智能温度传感器(亦称数字温度传感器）问世于20世纪90年代中期。他较普通的温度传感器更能体现出自动化的特点。目前国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器的组成部分有温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带中央控制器（CPU）、多路选择器、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 三、温度传感器发展历程 根据美国仪器学会的调查，1990年，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。五十多年之后，德国人西门子发明了铂电阻温度计。基于半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。相应的是，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 近百年来温度传感器的发展大概经历了下面三个阶段;(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);(2)模拟集成温度传感器或控制器;(3)智能温度传感器。而现代信息技术的三大基础是：信息采集(传感器技术)、信息传输(通信技术)、信息处理(计算机技术)。传感器本就是信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域数量之多位居各种传感器之首。目前新型温度传感器正从模拟式向、由集成化向智能化、网络化的方向发展 温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段 （一）传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要是能够进行非电量和电量之间转换热。也称之电偶传感器。热电偶传感器与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度 （二）模拟集成温度传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因而又称单片集成温度传感器或者硅传感器或。模拟集成温度传感器问世于20世纪80年代，它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等功能的专用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，不需要进行非线性校准，外围电路简单。目前在国内外应用作为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等（以AD590为例） AD590是电型温度传感器，通过对电流的测量和得到所需要的温度值。根据特性分档，AD590的后缀以I、J、K、L、M表示。AD590L，AD590M一般用于精密度测量电路。AD590是利用正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。这种器件在被测