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溫度感測器組成部分

來源:時尚達人圈    閱讀: 2.48W 次
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溫度感測器組成部分,生活中我們很多的電子裝置都是需要用到感測器的,感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的資訊,並能將感受到的資訊,以下分享溫度感測器組成部分。

溫度感測器組成部分1

溫度感測器的結構:測溫元件、保護裝置,傳輸裝置;有的帶固定方式,帶接線盒,還有的將帶儀表顯示的也叫溫度感測器。正常看到的是,電機用的溫度感測器是個不鏽鋼保護管(裡面是個鉑熱電阻測溫元件)。

一個固定螺絲,然後是引線引到接線盒。其它的溫度感測器,測溫元件可能是很小,保護裝置裝好後體積也不大,但主要的結構基本上一樣,測溫元件+保護+引線。

無線溫度感測器的組成部分

系統主要由無線溫度感測器、測溫通訊終端(溫度顯示儀)、溫度檢測預警工作站三部分組成。

無線溫度感測器:由控制單元、無線資料傳輸和溫度測量三部分組成。測溫後,將溫度資料通過無線方式傳遞給測溫通訊終端。主要安裝在易發熱的電纜連線、變壓器與開關的表面。

溫度感測器組成部分

每個無線溫度感測器具有唯一的ID編號,實際安裝使用時記錄每個感測器的安裝地點,並與編號一起錄入溫度檢測工作站計算機資料庫中。感測器每隔一定時間(可以事先設定)自動發射一次監測點的溫度資料,發現溫度異常立即報警,可不受傳送週期限制。

測溫通訊終端(溫度顯示儀):安裝在集控室內,負責接收各無線溫度感測器傳送出的溫度資料,在資料庫中作長期儲存,實時顯示監測點。

測溫工作站:負責接收各溫度顯示儀上傳的溫度資料集中顯示、分析處理。通過安裝在PC機上的後臺監測軟體,以電子地圖的形式顯示各測溫點的位置及溫度變化,實時線上遠端監測。

溫度感測器組成部分2

具體來說,數字溫度感測器的主要構成包括一個雙電流源、一個Δ-ΣA/D轉換器、數字邏輯和一個通向數字器件(如與一個微處理器或微控制器連線)的序列介面(如I2C匯流排、SMBus或SPI)。

數字溫度感測器有兩種:本地或遠端溫度感測器,它們均採用某種方法強制兩個成比例的電流通過一個連線成二極體形式的NPN或PNP電晶體,均用於測量所導致的VBE變化,使用Δ-ΣA/D轉換器對電壓取樣並將數值轉換成數字格式。

強制電流一般採用約10:1的比例。通過強制施加比例電流和測量兩個VBE的差值,可消除二極體上IS這一與工藝相關引數的一階效應。

每個溫度感測器在生產過程中均會進行調整,以便與要使用的二極體的理想引數匹配。遠端二極體的特性取自2N3904/6。由於本地溫度感測器在矽襯底上只是一個簡單的`NPN或PNP結構,遠端溫度感測器幾乎總是整合一個本地溫度感測器。

溫度感測器組成部分 第2張

因此,遠端感測器的作用幾乎總是像兩個感測器一樣。本地溫度感測器在同一封裝集成了一個熱二極體。對於本地感測器,根據封裝和位於IC襯底上的本地二極體,熱時間常數(即達到最終溫度的63.2%所需的時間)為幾分鐘。匯流排負載過重或轉換過快會造成器件自加熱並影響溫度精度。

溫度資料變為可用所需的時間稱為轉換速率。該速率由器件內部振盪器和A/D解析度決定,一般低於100Hz或長於10ms。轉換速率越快,溫度資料可檢索的速度就越快,同時溫度感測器消耗的功率也就越大。

由於存在自加熱效應,轉換速率通常較低。圖1顯示了一個遠端溫度感測器和/或本地溫度感測器的簡化框圖。

溫度感測器組成部分3

一、熱電阻溫度感測器:

測溫原理:熱電阻是基於電阻的熱效應進行溫度測量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此,只要測量出感溫熱電阻的阻值變化,就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關係式表示,即:Rt=Rt0[1+α(t-t0)] 式中,Rt為溫度t時的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應電阻值;α為溫度係數。

半導體熱敏電阻的阻值和溫度關係為:Rt =AeB/t式中Rt為溫度為t時的阻值;A、B取決於半導體材料的結構的常數。

測溫範圍:金屬熱電阻一般適用於-200~500℃範圍內的溫度測量,其特點是測量準確、穩定性好、效能可靠。半導體熱敏電阻測溫範圍只有-50~300℃左右, 且互換性較差,非線性嚴重,但溫度係數更大,常溫下的電阻值更高(通常在數千歐以上)。

二、整合溫度感測器:

整合溫度感測器有可分為模擬式溫度感測器和數字式溫度感測器。

1.模擬式溫度感測器

測溫原理:將驅動電路、訊號處理電路以及必要的邏輯控制電路整合在單片IC上,具有實際尺寸小、使用方便、靈敏度高、線性度好、響應速度快等 優點

測溫範圍:LM135235335系列是美國國家半導體公司(NS)生產的一種高精度易校正的整合溫度感測器,是電壓輸出型溫度感測器,工作特性類似於齊納穩壓管。

溫度感測器組成部分 第3張

該系列器件靈敏度為10mV/K,具有小於1Ω的動態阻抗,工作電流範圍從400μA到5mA,精度為1℃,LM135的溫度範圍為-55℃~+150℃,LM235的溫度範圍為-40℃~+125℃,LM335為-40℃~+100℃。

封裝形式有TO-46、TO-92、SO-8。該器件廣泛應用於溫度測量、溫差測量以及溫度補償系統中。

2.數字式溫度感測器

測溫原理:將敏感元件、A/D轉換單元、儲存器等整合在一個晶片上,直接輸出反應被測溫度的數字訊號,使用方便,但響應速度較慢(100ms數量級)。

測溫範圍:DS18B20是美國Dallas半導體公司生產的世界上第一片支援“一線匯流排” 介面的數字式溫度感測器,供電電壓範圍為3~5.5V,測溫範圍為-55℃~+125℃

可程式設計的9~12位解析度,對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,出廠設定預設為12位,在12位解析度時最多在750ms內把溫度值轉換為數字。

三、熱電偶溫度感測器

測溫原理:兩種不同成分的導體(稱為熱電偶絲或熱電極)兩端接合成迴路,當接合點的溫度不同時,在迴路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電動勢。

熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表連線,顯示出熱電偶所產生的熱電動勢,通過查詢熱電偶分度表,即可得到被測介質溫度。

測溫範圍:常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達+2800℃(如鎢-錸)。

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