常用温度传感器比较.doc
3页常用温度传感器比较一.接触式温度传感器1.热电偶:(1) 测温原理:两种不同成分的导体(称为热电偶丝或热电极)两端接合成回路,当接合点 的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动 势称为热电动势热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测 量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿 端);冷端与显示仪表连接,显示出热电偶所产生的热电动势,通过查询热电偶 分度表,即可得到被测介质温度2) 测温范围:常用的热电偶从-50〜+1600°C均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到 -269°C(如金铁镍铬),最高可达+2800C(如钨-铼)3) 常用热电偶型号:热电偶分度号热电极材料正极负极S铀铸10纯钳艮铀铸13纯钳B铀铸30钳链6K镰错T纯铜铜棵铁铜银N银硅E棵错铜裸(4)实例:T型热电偶,测温范围-40〜350C,详细信息见T型热电偶实例2.热电阻:(1) 测温原理:热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化 而变化的特性因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即:R=R [1+a( t-t )]t to 0式中,R为温度t时的阻值;R为温度t (通常t =0C )时对应电阻值;a为温t to 0 0度系数半导体热敏电阻的阻值和温度关系为:R 二AeB/tt式中R为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数t(2) 测温范围:金属热电阻一般适用于-200〜500C范围内的温度测量,其特点是测量准确、 稳定性好、性能可靠半导体热敏电阻测温范围只有-50〜300°C左右,且互换性较差,非线性严重, 但温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上)3) 常用热电阻:目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜:铂电阻精度高,适用于中性和氧化 性介质,稳定性好,具有一定的非线性,温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测 温范围内电阻值和温度呈线性关系,温度线数大,适用于无腐蚀介质,超过 150C 易被氧化中国最常用的有Ro=lOQ、Ro=lOOQ和Ro=lOOOQ等几种,它们的分度号分别 为PtlO、PtlOO、PtlOOO;铜电阻有R0=5OQ和R0=1OOQ两种,它们的分度号为 Cu50和CulOO。
其中PtlOO和Cu50的应用最为广泛4) 实例:Ptl00为正温度系数热敏电阻传感器,测量范围-200C〜850C,允许温度偏 差值0.15+0.002| t|,最小置入深度200mm,最大允许电流5mA,详细信息见Pt 100 实例3. 集成温度传感器: <1>模拟式温度传感器:(1) 原理:将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上,具 有实际尺寸小、使用方便、灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点2) 常见模拟式温度传感器:电压输出型:LM3911、 LM335、 LM45、 AD22103电流输出型:AD5903) 实例:LMl35\235\335系列是美国国家半导体公司(NS)生产的一种高精度易校正 的集成温度传感器,是电压输出型温度传感器,工作特性类似于齐纳稳压管该 系列器件灵敏度为lOmV/K,具有小于10的动态阻抗,工作电流范围从400yA 到5mA,精度为lC, LMl35的温度范围为-55C〜+150C, LM235的温度范围 为-40C〜+125C, LM335 为-40C〜+lOOC封装形式有TO-46、TO-92、SO-8 该器件广泛应用于温度测量、温差测量以及温度补偿系统中。
详细信息见 LMl35, 235, 335.pdfAD590 是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器,供电电压范围为 3〜30V,可以承受44V正向电压和20V反向电压,测温范围为-55C〜+150C,输 出电流为223 口 A〜423 口 A,输出电流变化l 口 A相当于温度变化lC,最大非线 性误差为土 0.3C,响应时间仅为20 us,重复性误差低至土 0.05C,功耗约为2mW, 输出电流信号的传输距离可达到 1km 以上,作为一种高阻电流源,最高可达 20MQ,所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误 差,适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制详细信息见AD590.pdf <2>数字式温度传感器:(1) 原理:将敏感元件、A/D转换单元、存储器等集成在一个芯片上,直接输出反应被 测温度的数字信号,使用方便,但响应速度较慢(100ms数量级)2) 实例:DS18B20是美国Dallas半导体公司生产的世界上第一片支持“一线总线” 接口的数字式温度传感器,供电电压范围为3〜5.5V,测温范围为-55°C〜+125°C, 可编程的9〜12位分辨率,对应的可分辨温度分别为0.5C、0.25C、0.125C 和0.0625C,出厂设置默认为12位,在12位分辨率时最多在750ms内把温度 值转换为数字。
详细信息见DS18B20中文资料.pdf二. 非接触式温度传感器常用红外温度传感器比较:传感器型号测温范围典型应用OTP-538F2S-40〜+500C医学(耳温机),家庭设 施(吹风机等)TS105-1-20〜100°C(精确 度:-0.45±0.08 %/K)红外测温仪,非接触温度 测量,移动物体温度测量TS105-2-20〜100C温度计,微波炉,室内空 调,咼温计,汽车环境控 制TS118-1跟处理电路相关(普通-20〜300C)无接触温度测量,移动物 体温度测量,温度控制, 火灾报警TS118-3跟处理电路相关(普通-20〜300C)无接触温度测量,温度控 制,火灾报警,气候控制 系统TSEV010〜300 C (精确度:0.1C)家庭,医疗,汽车,安全, 工业。





