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RTD、熱電偶、熱敏電阻、IC傳感器優缺點比較

来源:西安常盛電子有限公司 发布时间:2019-03-21 点击次数:

     选择一个温度传感器可能是微不足道的,但由于现有产品的多样性,这项任务可能是艰巨的。在本文中,作者将介绍四种类型的温度传感器(电阻式温度检测器和具有数字和模拟接口的集成电路(IC)传感器),并讨论其优缺点。每个传感器。
    
     从系统层面来看,温度传感器是否适合您的应用取决于所需的温度范围、精度、线性度、溶液成本、功能、功耗、溶液大小、安装方法(表面安装法和通孔安装法,以及电路设计的方便性)。
    
     当被测电阻改变其温度时,响应几乎是线性的,并且表现得像一个电阻一样。如图1所示,RTD的电阻曲线不是完全线性的,而是高度可预测和可重复的,有几度偏差(显示一条参考线)。为了补偿这种轻微的非线性大多数设计人员将测得的电阻值数字化,并使用微控制器中的查找表来应用校正系数。这种宽温度范围(约-250 C至+750 C)的可重复性和稳定性使RTD非常适用于高精度应用,包括测量管道中液体或气体的温度。S和大容器。
    
     用于处理RTD模拟信号的电路的复杂性基本上随应用的不同而不同,放大器和模数转换器(ADC)等产生自身误差的元件是必不可少的,只有在需要测量为传感器供电时,才能实现低功耗运行。H这种方法,但这会使电路更加复杂。此外,使传感器通电所需的功率也会增加其内部温度,从而影响测量的准确性。这种自热效应只在几毫安培的电流下产生温度误差(这些误差是可纠正的,但需要进一步考虑)。此外,请记住,绕线铂电阻或薄膜电阻的成本可能相当高,特别是与成本相比。
    
     它是电阻式传感器的另一种类型。有许多种热敏电阻可供选择,从便宜的产品到高精度的产品。低成本、低精度的热敏电阻可以执行简单的测量或阈值检测功能。这些电阻需要多个元件(如比较器、基准电阻和分立电阻),但它们非常便宜,并且具有非线性电阻温度特性,如图2所示。如果需要测量宽范围的温度,则需要进行大量的线性化。校准几个温度点可能为了达到更高的精度,可以使用更昂贵、更耐受的热敏电阻阵列来帮助解决这一非线性问题,但这种阵列的灵敏度通常低于单个热敏电阻。
    
     由于多跳系统增加了复杂性和成本,低成本热敏电阻通常仅用于功能要求最低的应用,包括烤面包机、咖啡机、冰箱和吹风机。此外,热敏电阻存在自热问题(通常在较高的温度下,当电阻较低时)。对于RTD,还没有找到在低电源电压下不能使用热敏电阻的根本原因,但请记住,全量程输出越低,系统直接转换为模数转换器(ADC)特性的灵敏度越低。低功率应用还需要增加电路的复杂性,以对噪声引起的误差非常敏感。热敏电阻可以在-100C到+500C的温度范围内工作,尽管大多数热敏电阻的额定最高工作温度范围是+100C到+150C。

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