【2017年整理】温度传感器1.doc

温度传感器 摘要：在工农业生产、医疗、汽车、气象监测以及火灾预防等方面，温度都是一个重要而普遍的测量参数。而且随着近年来我国现代化进程和电子技术产业的高速发展，温度传感器成为不可或缺的一类重要传感器。本文从温度传感起的分类（包括接触式和非接触式），典型温度传感器的原理及一般特性（包括线性度、灵敏度、稳定性以及抗干扰性能），新型温度传感器的应用及发展方向等方面介绍了这一类重要传感器。 关键字：温度传感器 发展现状概述 温度是过程控制中最重要的测量变量之一，在温度的计量和监测中，要将温度信号转变为电信号则离不开温度传感器。所谓温度传感器，就是能够通过检测那些物理量而可知其温度的器件。在工业生产中，温度传感器的用途十分广阔，可用作温度测量与控制、温度补偿、流速、流量和风速测定、液位指示、温度测量、紫外光和红外光测量、微波功率测量等而被广泛的应用于彩电、电脑彩色显示器、切换式电源、热水器、电冰箱、厨房设备、空调、汽车等领域。近年来，我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长，带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。温度传感器是利用NTC的阻值随温度变化的特性，将非电学的物理量转换为电学量，从而可以进行温度精确测量与自动控制的半导体器件。近年来汽车电子、消费电子行业的快速增长带动了我国温度传感器需求的快速增长。 随着科学技术的不断发展，温度的计量和监测在工农业生产和国民经济各部门具有重要意义和十分广泛的应用。 随着各类电子产品的便携化，可用于片上测温的集成温度传感器的发展便越趋灼热化。传感器属于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，数量高居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段： 1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件) 传统的热电偶、热电阻、热敏电阻及半导体温度传感器，均属于分立式温度 传感器，传感器本身就是一个完整的、独立的感温元件。此类传感器通常要配温 度变送器，以获得标准的模拟量(电压或电流)输出信号。使用时还需配上二次仪表，才能完成温度测量及控制功能。其主要缺点是外围电路比较复杂、测量精度较低、分辨力不高，需进行温度校准(例如非线性校准、温度补偿、传感器标定 等)，另外它们的体积较大，使用也不够方便。因此，分立式温度传感器将逐渐被淘汰。 2.模拟集成温度传感器/控制器 集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此也称硅传感器或单片集成传感器。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lC，它属于最简单的一种集成温度传感器。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. 适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准。外围电路简单，它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、 IJM135等。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器.典型产品LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处，但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别。 3.智能温度传感器 智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。 智能温度传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶，它也是集成温度传感器领域中最具活力和发展前途的一种新产品。国际上许多著名的集成电 路生产厂家已经开发出上百种智能温度传感器产品。智能温度传感器具有以下三 个显著特点:①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)；②能以最简方式构成高性价比、多功能的智能化温度测控系统；③它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。 智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、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)。 分类及基本原理 温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器(见下表)。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 热电偶： 热电偶应用很广泛，因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围，从?C200℃到2000℃。它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非线性。另外，热电偶需要外部参考端。 热敏电阻