常用温度传感器比较(2)

常用温度传感器比较

一.接触式温度传感器

1. 热电偶：

（1）测温原理：

两种不同成分的导体（称为热电偶丝或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电动势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测

量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表连接，显示出热电偶所产生的热电动势，通过查询热电偶分度表，即可得到被测介质温度。

（2）测温范围：

常用的热电偶从-50~+1600C均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-

269C（如金铁镍铬），最高可达+28000（如钨-铼）。

（3）常用热电偶型号：

（4）实例：

T型热电偶，测温范围-40~350C，详细信息见T型热电偶实例。

2. 热电阻：

（1）测温原理：

热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化

而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。

目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即：

R=R o [1+ a（t-t 0）]

式中，R为温度t时的阻值；R o为温度t o （通常10=00 ）时对应电阻值；a为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为：

R =Ae B/t

式中R为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。

（2）测温范围：

金属热电阻一般适用于-200~5000范围内的温度测量，其特点是测量准确、

稳定性好、性能可靠。

半导体热敏电阻测温范围只有-50~300C左右，且互换性较差，非线性严重，但温度系数更大，常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上) 。

(3)常用热电阻：

目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150C 易被氧化。

中国最常用的有R°=10Q、R°=100Q和R°=1000Q等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000;铜电阻有R o=50Q和R o=100Q两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。

(4)实例：

Pt100为正温度系数热敏电阻传感器，测量范围-200 C ~850C，允许温度偏差值0.15+0.002|t| ，最小置入深度200mm最大允许电流5mA详细信息见Pt100 实例。

3. 集成温度传感器：

<1>模拟式温度传感器：

(1)原理：

将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，具

有实际尺寸小、使用方便、灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点。

(2)常见模拟式温度传感器：

电压输出型：

LM3911、LM335 LM45 AD22103

电流输出型：

AD590。

(3)实例：

LM135\235\335系列是美国国家半导体公司(NS)生产的一种高精度易校正的集成温度传感器，是电压输出型温度传感器，工作特性类似于齐纳稳压管。该系列器件灵敏度为10mV/K，具有小于1Q的动态阻抗，工作电流范围从400^A 到5mA，精度为1C，LM135的温度范围为-55 C〜+150C，LM235的温度范围为-40 C 〜+125C，LM335 为-40C ~+100°C。封装形式有TO-46、TO-92、SO-8。该器件广泛应用于温度测量、温差测量以及温度补偿系统中。详细信息见

LM135，235，335.pdf。

AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器，供电电压范围为3~30V,可以承受44V正向电压和20V反向电压，测温范围为-55 C〜+150C，输出电流为223卩

A~423卩A,输出电流变化1卩A相当于温度变化1 C，最大非线性误差为土03C,响应时间仅为20卩s，重复性误差低至土0.05C,功耗约为2mW, 输出电流信号的传输距离可达到1km以上，作为一种高阻电流源，最高可达

20血，所以它不必考虑选择开关或CMO多路转换器所引入的附加电阻造成的误差,适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。详细信息见AD590.pdf。

<2>数字式温度传感器：

(1)原理：

将敏感元件、A/D转换单元、存储器等集成在一个芯片上，直接输出反应被测温度的

数字信号，使用方便，但响应速度较慢(100ms数量级)。

（2）实例：

DS18B2C是美国Dallas半导体公司生产的世界上第一片支持“一线总线” 接口的数字式温度传感器，供电电压范围为3〜5.5V，测温范围为-55C〜+125C, 可编程的9〜12位分辨率，对应的可分辨温度分别为0.5 C、0.25 C、0.125 C 和0.0625 C,出厂设置默认为12位，在12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字。详细信息见

DS18B2C中文资料.pdf。

二.非接触式温度传感器

常用红外温度传感器比较: