了解各種類型的溫度傳感器及其各自的優(yōu)缺點。
溫度傳感器
溫度傳感器是最常用的傳感器之一。所有類型的設(shè)備都使用溫度傳感器，包括計算機，汽車，廚房用具，空調(diào)和（當然）家用恒溫器。五種最常見的溫度傳感器包括：
本文將簡要介紹列出的每種傳感器類型。
熱敏電阻
如名稱所暗示，熱敏電阻（即thermal resistor）是一種溫度感測裝置，其電阻是其溫度的函數(shù)。
熱敏電阻有兩種類型：PTC（正溫度系數(shù)）和NTC（負溫度系數(shù)）。隨著溫度升高，PTC熱敏電阻的電阻增加。相反，NTC熱敏電阻的電阻隨著溫度的升高而降低，這種類型似乎是最常用的熱敏電阻。見下面的圖1。
圖1. PTC和NTC熱敏電阻電氣符號。
重要的是要認識到熱敏電阻的電阻與其溫度之間的關(guān)系是非常非線性的。見下面的圖2。
圖2. NTC熱敏電阻的電阻與溫度的關(guān)系。圖片由Maxim Integrated提供。
NTC熱敏電阻的電阻隨溫度變化的標準公式如下：
在
然而，有兩種簡單的技術(shù)用于線性化熱敏電阻的行為，即電阻模式和電壓模式。
電阻模式線性化
電阻模式線性化將正常電阻與熱敏電阻并聯(lián)。如果電阻器的值與室溫下的熱敏電阻器的值相同，則線性化區(qū)域?qū)⒃谑覝馗浇鼘ΨQ。見下面的圖3。
圖3.電阻模式線性化。圖片由Maxim Integrated提供。
電壓模式線性化
電壓模式線性化將熱敏電阻與形成分壓電路的普通電阻串聯(lián) - 分壓電路必須連接到已知的，固定且穩(wěn)定的電壓參考電壓V REF。
這種配置具有產(chǎn)生在溫度上稍微線性的輸出電壓的效果。并且，類似于電阻模式線性化，如果電阻器的值等于室溫下熱敏電阻的電阻，那么線性化區(qū)域?qū)⒃谑覝馗浇鼘ΨQ。見下面的圖4。
圖4.電壓模式線性化。圖片由Maxim Integrated提供。
熱電偶
熱電偶通常用于測量更高的溫度和更大的溫度范圍。
總結(jié)熱電偶的工作原理，任何經(jīng)受熱梯度的導(dǎo)體都會產(chǎn)生很小的電壓。這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。產(chǎn)生的電壓的大小取決于金屬的類型。塞貝克效應(yīng)的實際應(yīng)用涉及兩種不同的金屬，它們在一端連接并在另一端分開。結(jié)的溫度可以通過非結(jié)端處的導(dǎo)線之間的電壓來確定。
有各種類型的熱電偶。某些合金組合已經(jīng)變得流行，并且所需的組合由變量驅(qū)動，包括成本，可用性，化學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性。不同類型最適合不同的應(yīng)用，通常根據(jù)所需的溫度范圍和靈敏度進行選擇。
有關(guān)熱電偶特性的圖表，請參見圖5。
圖5.熱電偶特性。圖片由維基百科提供。
電阻溫度檢測器（RTD）
電阻溫度探測器，也稱為電阻溫度計，可能是最容易理解的溫度傳感器。RTD類似于熱敏電阻，因為它們的電阻隨溫度而變化。然而，與熱敏電阻-RTD一樣，不是使用對溫度變化敏感的特殊材料，而是使用纏繞在由陶瓷或玻璃制成的芯的線圈。
RTD導(dǎo)線是純材料，通常是鉑，鎳或銅，并且該材料具有精確的電阻 - 溫度關(guān)系，用于確定測量的溫度。
模擬溫度計IC
除了在分壓器電路中使用熱敏電阻和固定值電阻器之外，替代解決方案還可以是模擬低壓溫度傳感器，例如ADI公司的TMP36。與熱敏電阻相比，該模擬IC提供的輸出電壓幾乎是線性的; 在-40到+ 125°C的溫度范圍內(nèi)，斜率為10mV /°C，精確到±2°C。見下面的圖6。
圖6. TMP36數(shù)據(jù)表中的繪圖。
雖然這些器件非常易于使用，但它們比熱敏電阻加電阻組合要昂貴得多。
數(shù)字溫度計IC
數(shù)字溫度設(shè)備更復(fù)雜，但它們可以高度準確。此外，它們可以簡化您的整體設(shè)計，因為模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)生在溫度計IC內(nèi)部，而不是像微控制器那樣的單獨設(shè)備。例如， Maxim Integrated 的DS18B20的精度為±0.5°C，溫度范圍為-55°C至+ 125°C。
此外，一些數(shù)字IC可以配置為從其數(shù)據(jù)線獲取能量，允許它們僅使用兩條線（即數(shù)據(jù)/電源和地）連接。單擊此處獲取有關(guān)此“1-wire”接口的更多信息。
圖7. DS18B20框圖，取自DS18B20數(shù)據(jù)手冊。
關(guān)于溫度傳感器類型的比較內(nèi)容的講解，請打開下面鏈接進行查看：
https://www.eetoday.com/application/consume/201904/73593.html
