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四種云巖溫度傳感器類型的優點與缺點

文章出處:新時恒動態 責任編輯:深圳新時恒電子科技有限公司 發表時間:2021-05-26
  ?選擇溫度傳感產品也許看似小事一樁,但由于可用的產品多種多樣,因此這項任務可能令人頗感畏懼。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點與缺點。
四種云巖溫度傳感器類型的優點與缺點的圖片
從系統級的立足點來看,溫度傳感器是否適合您的應用將取決于所需的溫度范圍、準確度、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計程度。

RTD
當一邊測量RTD的電阻一邊改變它的溫度時,響應幾乎是線性的,表現得像一個電阻器。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)—— 但卻是高度可預測并可復驗的。為了對這種輕微的非線性進行補償,大多數設計人員都會對測得的電阻值進行數字化處理,并使用微控制器內的查找表以便應用校正因子。這種寬溫度范圍(大約-250℃至+750℃)內的可復驗性和穩定性使RTD在高精度應用(包括在管道和大容器內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雜度基本上根據應用而變化。放大器和模數轉換器(ADC)等組件(這些組件會產生它們自己的誤差)是不可或缺的。只有當測量必要時才給傳感器供電 —— 通過該方法您也可實現低功耗運行,但這會使該電路復雜得多。而且,使傳感器通電所需的功率還會提高其內部的溫度,從而影響測量準確度。僅僅幾毫安的電流,這種自加熱效應就會產生溫度誤差(這些誤差是可糾正的,但需要進一步的斟酌考量)。另外,請謹記:線繞式鉑RTD或薄膜RTD的成本可能相當高,尤其當與IC傳感器的成本進行比較時。

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,從物美價廉的產品到高精度產品,不一而足。低成本、低精度的熱敏電阻器可執行簡單的測量或閾值檢測功能 —— 這類電阻器需多個組件(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,您將需進行大量的線性化處理工作。對幾個溫度點進行校準可能是必要的。為實現更高的精度,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熱敏電阻器靈敏度低。

四種云巖溫度傳感器類型的優點與缺點

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