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四種伊州溫度傳感器類型的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

文章出處:新時(shí)恒動(dòng)態(tài) 責(zé)任編輯:深圳新時(shí)恒電子科技有限公司 發(fā)表時(shí)間:2021-05-26
  ?選擇溫度傳感產(chǎn)品也許看似小事一樁,但由于可用的產(chǎn)品多種多樣,因此這項(xiàng)任務(wù)可能令人頗感畏懼。在這篇博客文章中,筆者將介紹四種類型的溫度傳感器(電阻式溫度檢測器 (RTD)、熱電偶、熱敏電阻器以及具有數(shù)字和模擬接口的集成電路 (IC) 傳感器)并討論每種傳感器的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。
四種伊州溫度傳感器類型的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)的圖片
從系統(tǒng)級的立足點(diǎn)來看,溫度傳感器是否適合您的應(yīng)用將取決于所需的溫度范圍、準(zhǔn)確度、線性度、解決方案成本、功能、功耗、解決方案尺寸、安裝法(表面貼裝法與通孔插裝法以及電路板外安裝法)還有必要支持電路的易設(shè)計(jì)程度。

RTD
當(dāng)一邊測量RTD的電阻一邊改變它的溫度時(shí),響應(yīng)幾乎是線性的,表現(xiàn)得像一個(gè)電阻器。如圖1所示,該RTD的電阻曲線并非完全呈線性,而是有幾度的偏差(示出了一條用作參考的直線)—— 但卻是高度可預(yù)測并可復(fù)驗(yàn)的。為了對這種輕微的非線性進(jìn)行補(bǔ)償,大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都會(huì)對測得的電阻值進(jìn)行數(shù)字化處理,并使用微控制器內(nèi)的查找表以便應(yīng)用校正因子。這種寬溫度范圍(大約-250℃至+750℃)內(nèi)的可復(fù)驗(yàn)性和穩(wěn)定性使RTD在高精度應(yīng)用(包括在管道和大容器內(nèi)測量液體或氣體的溫度)中極為有用。

用來處理RTD模擬信號的電路的復(fù)雜度基本上根據(jù)應(yīng)用而變化。放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等組件(這些組件會(huì)產(chǎn)生它們自己的誤差)是不可或缺的。只有當(dāng)測量必要時(shí)才給傳感器供電 —— 通過該方法您也可實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行,但這會(huì)使該電路復(fù)雜得多。而且,使傳感器通電所需的功率還會(huì)提高其內(nèi)部的溫度,從而影響測量準(zhǔn)確度。僅僅幾毫安的電流,這種自加熱效應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生溫度誤差(這些誤差是可糾正的,但需要進(jìn)一步的斟酌考量)。另外,請謹(jǐn)記:線繞式鉑RTD或薄膜RTD的成本可能相當(dāng)高,尤其當(dāng)與IC傳感器的成本進(jìn)行比較時(shí)。

熱敏電阻器
熱敏電阻器是另一種類型的電阻式傳感器。有多種多樣可用的熱敏電阻器,從物美價(jià)廉的產(chǎn)品到高精度產(chǎn)品,不一而足。低成本、低精度的熱敏電阻器可執(zhí)行簡單的測量或閾值檢測功能 —— 這類電阻器需多個(gè)組件(如比較器、參考和分立式電阻器),但非常便宜,并具有非線性的電阻-溫度屬性,如圖2所示。如果您需要測量寬范圍的溫度,您將需進(jìn)行大量的線性化處理工作。對幾個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)可能是必要的。為實(shí)現(xiàn)更高的精度,可用更昂貴且公差更緊的熱敏電阻陣列來幫助解決這種非線性難題,但這種陣列通常比單個(gè)熱敏電阻器靈敏度低。

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