文摘插图
从理论上讲,凡随温度变化,其物理性质也发生变化的物质皆能作为测温传感器。在工农业生产和科学研究中温度测量的范围极宽,从零下几百度到零上几千度,而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。常用的温度传感器分类如表7-1所列。温度传感器可以分为接触式和非接触式两大类。所谓接触式就是传感器直接与被测物体接触,这是测温的基本形式。这种形式是通过接触方式把被测物体的热能量传送给温敏传感器,这就降低了被测物体的温度。特别是被测物较小,热能量较弱时,不能正确地测得物体的真实温度。因此,采用接触方式时,测得物体真实温度的前提条件是,被测物体的热容量必须远大于温度传感器。非接触方式是测量被测物体的辐射热的一种方式,它可以测量远距离物体的温度,这是接触方式做不到的。
热电式温度传感器是利用敏感元件的电参数随温度变化的特性,对温度和与温度有关的参量进行测量的装置。在表7-1中,热电偶、电阻式、P-N结式都是热电式温度传感器。
按照输出信号的模式,又可将温度传感器划分为三大类:模拟式温度传感器、逻辑输出温度传感器、数字式温度传感器。1)模拟温度传感器模拟温度传感器分为两类:分立式的模拟温度传感器和集成式的模拟温度传感器。热电偶、热敏电阻和铂电阻(RTD)温度传感器等都属于传统分立式的模拟温度传感器。这些模拟温度传感器对温度的监控,在一些温度范围内线性不好,需要进行冷端补偿或引线补偿,热惯性大,响应时间慢。集成温度传感器在20世纪80年代问世,采用硅半导体集成工艺而制成。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IC,因此亦称为IC温度传感器、硅传感器或单片集成温度传感器。其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、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。常见的模拟温度传感器有电流输出型的AD590、电压输出型的MAX6610/6011、LM3911、LM335、LM45等芯片。