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1、英文资料翻译 第 1 页 共 13 页 温度测量技术温度测量技术温度测量技术温度测量技术 在现实世界中，传感器能够通过软件检测到将要发生的事情。本文研究的是各 种温度传感器，并说明其怎么样连接处理器。 温度是现实世界中一个重要的特征，并且是系统所需要的措施。许多工业生产 过程，从干结制造到半导体执照，都依赖对温度的控制。一些电子产品的需要来测 量自己的温度，如电脑显示器，其 CPU 或马达控制器必须知道电源驱动 IC 的温度。 热敏电阻 有各种不同类型的传感器来测量温度。其中之一是用热敏电阻器，或温度敏感 的电阻器。热敏电阻有负温度系数（NTC） ，意思是随着温度的下降，电阻上升。 所有被动的
2、温度测量传感器， 热敏电阻具有最高的灵敏度 （电阻随温度变化而变化） 。 热敏电阻没有一个线性温度/阻力曲线。 表 1: 典型的 NTC 热敏电阻器的数据 温度 C R/R25 温度 C R/R25 -50 39。03 30 0。8276 -40 21。47 40 0。6406 -30 12。28 50 0。5758 -20 7。28 60 0。4086 -10 4。46 70 0。2954 0 2。81 80 0。2172 10 1。82 90 0。1622 20 1。21 100 0。1299 25 1 110 0。09446 一个典型的 NTC 热敏电阻器的数据如表 1 所示。这一数据是
3、为 Vishay-Dale 热 敏电阻器，但它是典型的 NTC 热敏电阻器的一般问题。电阻作为一个比率 （ r/r25 ） 。很多时候，许多热敏电阻在一个系统中，将有类似的特点和相同的 温度/电阻曲线。1 个热敏电阻从这个系统与电阻位在 25 C 10K 的将有电阻 28。 1k 在 0 C 和电阻 4。086k 在 60 同样，热敏电阻与 R25 的 5 K 将有电阻 14。 050k 在 0 。 英文资料翻译 第 2 页 共 13 页 图 1 ：热敏电阻/温度曲线 图 1 显示了这热敏电阻曲线图形。可以看到，电阻/温度曲线不是直线，而热敏 电阻器的数据，这是由于在 10 度的递增，一些热敏
4、电阻表有 5 度或什至 1 度递增。 在某些情况下，需要知道的温度之间的两点，放在桌上。您可以通过曲线估算，或 者您也可以计算直接电阻。阻抗计算公式如下： 其中 T 是开尔文温度，A，B， C 和 D 是依赖热敏电阻的常数。这些参数必须提 供由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻从一个宽松样本限制了它们的重复性。通常容忍范围从 1 至 10 ，这取决于具体的使用部分。一些热敏电阻均设计为可以互换，在申请的地 方，是不切实际的，需要有一个调整。这种应用可能包括文书当用户或现场工程师 已取代热敏电阻，并没有独立的手段来校正。这些热敏电阻比普通零件更准确，但 相当多的昂贵。 英文资料翻译 第 3 页 共
5、 13 页 图 2 ：热敏电阻电路 图 2 显示一个典型的电路，可以用来允许一个微处理器来测量温度使用热敏电 阻。一电阻（ R1 的）拉动热敏电阻到一个参考电压。这通常是一样的 ADC 参考， 所以 vref 将 5V 的如果 ADC 参考人 5V 的。热敏电阻/电阻组合作出了分压器，以及 不同的热敏电阻的结果在不同电压的交界处。 路径的准确性， 取决于热敏电阻宽容、 电阻、宽容和参考的准确性。 自热 由于热敏电阻是一个电阻，通过电流通过它会产生一些热量。电路设计师必须 确保该上拉电阻是够大，以防止过多的自加热，或该系统将最终测量热敏电阻耗散 而不是环境温度。 数额的权力， 热敏电阻已消退影响
6、温度是所谓的耗散常数， 和是多少毫瓦需要， 以提高热敏电阻温度 1 上文 C 环境。耗散常数随包在其中热敏电阻提供，带头衡 量（如铅装置） ，类型的封装材料（如热敏电阻封装） ，以及其他因素。 金额自加热允许，因此，大小的限流电阻，取决于对测量精度的需要。制度要 求的精度 5 C 可以容忍更多的热敏电阻自加热超过系统必须精确到 0。1 长 请注意，该上拉电阻必须计算，以限制自热耗散在整个测量温度范围。对于给 定电阻，热敏电阻将改变在不同温度下，因为热敏电阻变化。 英文资料翻译 第 4 页 共 13 页 图 3 热敏电阻器结构 有时你需要规模热敏电阻的投入得到妥善解决。图 3 显示一个典型的电路
7、，扩 大了 10-40 c 范围横跨 0-5 V 输入的 ADC。公式的输出运算放大器是如下： 一旦你有一个热敏电阻规模（如果需要） ，您可以有一张图表，显示实际的阻 力随温度的价值观。你需要的图表，因为热敏电阻不是直线，所以该软件需要知道 什么 ADC 值期望为每个在某一温度。 精确的表程度递增或五度的递增-取决于对精度 您的应用需要。 宽 stackup 在任何热敏电阻器的应用，你必须选择传感器和任何其他元件，在输入电路， 以符合您需要的精度。一些应用可能只需要 1 ，电阻器，但其他人可能需要 0.1 电阻。在任何情况下，应该有一个试算表显示的效果在所有元件，包括电阻 和参考，以及热敏电阻
8、本身。 如果您需要更多的准确性，比你能负担得起的组件，您可能必须校准系统后， 它是建立在。在某些应用中，这是不是一种选择，由于电路板和/或热敏电阻必须实 地更换。不过，在情况下，设备不领域的更换，或在该领域的技术人员有一个独立 的手段来监测温度，是有可能让软件建立一个表温度与艺发局的价值观。必须有一 些手段来投入的实际温度（测量与独立的工具） ，使该软件可以构建表。在一些系 统，如热敏电阻，必须实地更换，您可以校准更换组件（传感器或整个模拟前端） 在工厂，并提供标定数据在磁盘或其他存储媒介。当然，软件必须提供一种手段， 适用于标定数据时，这些组件改变。 在一般， 热敏电阻提供一个符合成本效益的
9、方式来衡量温度， 而仍然易于使用。 明年我们将看看的 RTD 与热电偶温度传感器。 英文资料翻译 第 5 页 共 13 页 电阻温度探测器 电阻温度检测器（热电阻）是一个线的变化随温度的阻力。典型的 RTD 材料包 括铜，铂，镍，镍/铁合金。一的 RTD 元素可以是一线或电影，镀金或喷上基质，如 陶瓷。 图 4 ：温度/电阻曲线：与热敏电阻的 RTD 的 RTD 阻力是指定在 0 长一个典型的铂的 RTD 与一零零瓦特阻力位在 0 丙有阻 力百点三九瓦特在 1 C 和电阻的 119.4 瓦特，在 50 长图 4 显示的比较典型的 RTD 温度/阻力曲线来表示，一个热敏电阻。耐受性 rtds 优
10、于热敏电阻，通常不等， 从 0.01 ，铂，以 0.5 的镍。除了更好的宽容和整体较低的阻力，界面的 RTD 是一个类似为一热敏电阻。 热电偶 1 热电偶是一个交界处的两个异种金属，产生一个微小的电压时，激烈的。金 额电压取决于哪两个金属加入。三种常见的热电偶组合铁康铜（ J 型） ，铜-康铜 （ T 型） ，以及 chromel - alumel （ K 型） 。 电压所产生的一热电偶交界处很小，通常只有几个毫伏计。一 K 型热电偶的变 化，只有约 40 V 的每 1 c 温度的变化;测量温度与 0.1 C 精度，测量系统必 须能够衡量一个 4V 合金的变化。 英文资料翻译 第 6 页 共
11、13 页 图 5 ：热电偶 因为任何两个异种金属将产生热电偶交界处时加入，连接点的热电偶，以测量 系统也将作为热电偶。这一效应通常是最小化，把连接在一个等温块，所以这两个 连接点是在相同温度下，尽量减少错误。在某些情况下，温度块测量，使补偿温度 的影响。图 5 显示等温座与一补充说：二极管用于温度测量。 增益要求来衡量一热电偶通常是在范围 100 到 300 ，和任何噪音回升，由热电偶将 扩增同样数额。 1 仪表放大器是常用的，因为它拒绝普通模式噪音在热电偶布线。 小康-现成的热电偶信号的条件，例如模拟装置 a d594/595，简化硬件接口。 固态 最简单的半导体温度传感器是一个 PN 结，
12、 如一个信号， 二极管或基地发射交界 处的晶体管。如果目前的通过前瞻性的偏见，硅 PN 结是举行常数，远期下降降低了 约 1.8mv 长一些集成电路利用这个半导体特性测量温度。这些部分包括格言 max1617 ，美国国家半导体 lm335 ，和 lm74 。半导体传感器有不同的接口，包括 以串行 SPI 的电压输出。 微线界面 范围内现有的温度传感器是广泛。与权利相结合的软件和硬件，你应该能够找 到一个适合您的应用程序。 英文资料翻译 第 7 页 共 13 页 Temperature Measurement Technique Sensors enable software to detect
13、 what is happening in the real world. This article surveys various temperature sensors and describes how they interface to a processor. Temperature is one of the most common real-world characteristics that systems need to measure. Many industrial processes, from steel manufacturing to semiconductor
14、fabrication, depend on temperature. Some electronics products need to measure their own temperature, such as a computer that monitors its CPU or a motor controller that must know the temperature of the power driver IC. Thermistors Various types of sensors are used to measure temperature. One of thes
15、e is the thermistor, or temperature-sensitive resistor. Most thermistors have a negative temperature coefficient (NTC), meaning the resistance goes up as temperature goes down. Of all passive temperature measurement sensors, thermistors have the highest sensitivity (resistance change per degree of t
16、emperature change). Thermistors do not have a linear temperature/resistance curve. Table 1: Typical NTC thermistor data Temp CR/R25Temp C R/R25 -5039.0330 0.8276 -4021.4740 0.6406 -3012.2850 0.5758 -207.2860 0.4086 -104.4670 0.2954 02.8180 0.2172 101.8290 0.1622 201.21100 0.1299 251110 0.09446 Data for a typical NTC thermistor family is shown in Table 1. This data is for a Vishay-Dale thermistor, but it is
