智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢

2021-06-18 09:03:25 來源：建大仁科閱讀量：8783

　　溫度傳感器是較早開發(fā)、也是應(yīng)用較為廣泛的一種傳感器。從17世紀初，伽利略發(fā)明溫濕度計開始，人們便開始了溫度測量，而真正把溫度轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器，是1821年德國物理學家賽貝發(fā)明的熱電偶傳感器。

　　隨著科技的不斷發(fā)展，測量和自動化技術(shù)的要求不斷提高，溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)、模擬集成溫度傳感器/控制器和智能溫度傳感器。目前，新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

　　一、分立式溫度傳感器

　　熱電偶傳感器是一種傳統(tǒng)的分立式傳感器，是工業(yè)測量中應(yīng)用非常廣泛的一種溫度傳感器。其工作原理是：根據(jù)物理學中的塞貝克效應(yīng)，即在兩種金屬的導(dǎo)線構(gòu)成的回路中，若其接點保持不同的溫度，則在回路中產(chǎn)生與此溫差相對應(yīng)的電動勢。熱電偶結(jié)構(gòu)簡單、使用溫度范圍廣、響應(yīng)快、測量準確、復(fù)現(xiàn)性好，用細偶絲還可測微區(qū)溫度，并且無需電源。

　　二、集成溫度傳感器/控制器

　　(1)模擬集成溫度傳感器

　　集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20世紀80年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用非常普遍的一種集成傳感器。

　　(2)模擬集成溫度控制器

　　模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器。某些增強型集成溫度控制器中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。

　　三、智能溫度傳感器

　　智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。

　　進入21世紀后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。伴隨著國家出臺的一系列有利于溫度傳感器行業(yè)發(fā)展的政策與措施，未來溫度傳感器行業(yè)將迎來巨大的發(fā)展機遇。

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