温度传感器的四种类型及原理( 二 )


3、红外温度传感器
在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时 , 由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波 , 其中就包含了波段位于 0、75~100μm 的红外线 , 红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的 。
SMTIR9901/02 是荷兰 Smartec Company 生产的一款现在市场上应用比较广的红外传感器 , 它是基于热电堆的硅基红外传感器 。大量的热电偶堆集在底层的硅基上 , 底层上的高温接点和低温接点通过一层极薄的薄膜隔离它们的热量 , 高温接点上面的黑色吸收层将入射的放射线转化为热能 , 由热电效应可知 , 输出电压与放射线是成比例的 ,  通常热电堆是使用 BiSb 和 NiCr 作为热电偶 。此外 , 
SMT9902sil 内部嵌入以 Ni1000 温度传感器和一小视角的硅滤片 , 使得测量温度更加的准确 。因为红外辐射特性与温度相关 , 可以使用不同的滤镜来测量不同的温度范围 。成熟的半导体工艺是产品小型化 , 低成本化 。为了满足某些应用 , 红外传感器开口视角可以设计成小至 7° 。
4、模拟温度传感器
常见的模拟温度传感器有 LM3911、LM335、LM45、AD22103 电压输出型、AD590 电流输出型 。
AD590 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 ,  输出电流 223μA(-50℃)~423μA(+150℃) , 灵敏度为 1μA/℃ 。当在电路中串接采样电阻 R 时 , R 两端的电压可作为输出电压 。
注意 R 的阻值不能取得太大 ,  以保证AD590 两端电压不低于 3V 。AD590 输出电流信号传输距离可达到 1km 以上 。作为一种高阻电流源 , 最高可达 20MΩ , 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 。
5、逻辑输出型温度传感器
设定一个温度范围 , 一旦温度超出所规定的范围 , 则发出报警信号 , 启动或关闭风扇、空调、加热器或其它控制设备 , 此时可选用逻辑输出式温度传感器 。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510 是其典型代表 。
LM56 是 NS 公司生产的高精度低压温度开关 , 内置 1、25V 参考电压输出端 。最大只能带 50μA 的负载 。电源电压从 2、7~10V , 工作电流最大 230μA , 内置传感器的灵敏度为 6、2mV/℃ , 传感器输出电压为 6、2mV/℃×T+395mV 。
6、数字式温度传感器
它采用硅工艺生产的数字式温度传感器 , 其采用 PTAT 结构 , 这种半导体结构具有精确的 , 与温度相关的良好输出特性 。PTAT 的输出通过占空比比较器调制成数字信号 , 占空比与温度的关系如下式:DC=0、32+0、0047*t , t 为摄氏度 。
输出数字信号故与微处理器 MCU 兼容 , 通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比 , 即可得到温度 。该款温度传感器因其特殊工艺 , 分辨率优于 0、005K 。测量温度范围-45 到 130℃ , 故广泛被用于高精度场合 。
温度传感器的四种类型及原理3一、温度传感器有哪几种
温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器 。温度传感器是温度测量仪表的核心部分 , 品种繁多 。
(一)按测量方式可分为接触式和非接触式两大类 。
1、接触式
接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触 , 又称温度计 。
温度计通过传导或对流达到热平衡 , 从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度 。一般测量精度较高 。在一定的测温范围内 , 温度计也可测量物体内部的温度分布 。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差 。
常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等 , 广泛应用于工业、农业、商业等部门 。
2、非接触式
它的敏感元件与被测对象互不接触 , 又称非接触式测温仪表 。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度 , 也可用于测量温度场的温度分布 。
最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律 , 称为辐射测温仪表 。辐射测温法包括亮度法、辐射法和比色法 。