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智能温度传感器的发展趋势

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智能温度传感器的发展趋势

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智能温度传感器的发展趋势

 

温度传感器是较早开发、也是应用较为广泛的一种传感器。从17世纪初,伽利略发明温湿度计开始,人们便开始了温度测量,而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的热电偶传感器。

随着科技的不断发展,测量和自动化技术的要求不断提高,温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段:传统的分立式温度传感器(含敏感元件)、模拟集成温度传感器/控制器和智能温度传感器。目前,新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。

一、分立式温度传感器

热电偶传感器是一种传统的分立式传感器,是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器。其工作原理是:根据物理学中的塞贝克效应,即在两种金属的导线构成的回路中,若其接点保持不同的温度,则在回路中产生与此温差相对应的电动势。热电偶结构简单、使用温度范围广、响应快、测量准确、复现性好,用细偶丝还可测微区温度,并且无需电源。

二、集成温度传感器/控制器

1)模拟集成温度传感器

集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器。

2)模拟集成温度控制器

模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器。某些增强型集成温度控制器中还包含了AD转换器以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二者的主要区别。

三、智能温度传感器

智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、AD转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。

进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。伴随着国家出台的一系列有利于温度传感器行业发展的政策与措施,未来温度传感器行业将迎来巨大的发展机遇。

来源:建大仁科

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