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热电偶与RTD与热敏电阻与半导体IC的关系

来源:发表时间:2018-11-23

    温度变化不是很快,温度传感器与该特性相匹配。环境温度变化通常很慢,大约小于0.1秒/°C。电路中使用的典型温度传感器是电阻温度装置(RTD),热电偶,热敏电阻或集成硅传感器。这些设备之间的权衡包括成本,运行成本,响应时间,抗噪性,工作温度范围和稳定性。稳定的器件将随着时间的推移产生较少的输出信号漂移,从而减少了重复校准的需要。


表:温度传感技术的比较


图:此热电偶探头的头部充满环氧树脂,密封热电偶并使其免受电气干扰。


    金莎娱乐官方网站热电偶价格低廉,坚固耐用,稳定,可在很宽的温度范围内工作,并且在很宽的范围内相对线性,但在极冷或极热的温度下会发生显着偏差。热电偶有两种不同类型的导线,它们在两种不同的温度下形成电连接 - 一个连接点处于参考温度; 另一个交叉点处于正在测量的温度。热电偶产生的电压与温度相关,这是塞贝克效应的结果。热电偶需要一个带有热电电压和系数查找表的控制器来产生线性信号。有标准类型的热电偶具有已知的曲线,曲线拟合系数可从中获得美国国家标准与技术研究院(NIST)。


    热电阻元件随温度的变化而改变电阻值。热电阻采用绕线方式,适用于高温应用,可能很脆弱。用于低温应用的热电阻是安装在基板中的薄膜(平膜)蛇形元件。它们提供多种金属,包括铂,铜,镍和镍铁。铂热电阻是本文所涵盖的所有类型传感器中最精确的传感器,涵盖了广泛的温度范围,稳定,具有良好的抗噪性,具有出色的可重复性和线性,是最昂贵的选择。但是,必须提供稳定的参考电流来测量热电阻元件的电阻值。热电阻需要查找表或等式来说明与输出相关的温度值。


图:热电阻和各种热电偶的电阻与温度的关系图。


    热敏电阻是温度敏感电阻,以快速响应着称。与热电阻一样,热敏电阻也随温度的变化而变化,需要激励。然而,元件由陶瓷或聚合物代替金属制成。热敏电阻通常具有比热电阻更高的电阻值,因此在较低的参考电流下工作,从而降低能耗。使用不同的材料,热敏电阻可以实现更高的精度,尽管温度范围有限。热敏电阻需要一个查找表或公式来说明与输出相关的温度值。热敏电阻还用作电流限制器和加热元件的电路保护。


    半导体温度传感器基于双极结型晶体管(BJT)的基极 - 发射极电压和集电极电流之间的温度依赖关系。基于半导体的温度传感器可轻松集成到半导体IC中,但它们对快速温度变化的响应速度很慢。半导体传感器的尺寸已经减小,因此对于某些应用来说,它们是热电阻的竞争选择。


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