日本神視SUNX線性傳感器知識(shí)詳解
傳感器
　　凡是利用一定的物性（物理、化學(xué)、生物）法則、定理、定律、效應(yīng)等把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號(hào)”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數(shù)字）能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測量信號(hào)輸入的*道關(guān)口。 [全文]
是線性化輸出負(fù)溫度系數(shù)（簡稱ntc）熱敏元件，它實(shí)際上是一種線性溫度-電壓轉(zhuǎn)換元件，就是說通以工作電流（100ua）條件下，元件電壓值隨溫度呈線性變化，實(shí)現(xiàn)了非電量到電量線性轉(zhuǎn)換。
　　線性ntc溫度傳感器
溫度傳感器
　　溫度壓力傳感器是由溫度敏感元件和檢測線路組成的。溫度傳感器從使用的角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類，前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸，來敏感被測物體溫度的變化，而后者是使溫度傳感器與待測物體離開一定的距離，檢測從待測物體放射出的紅外線，從而達(dá)到測溫的目的。 　　傳統(tǒng)的熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)體溫度傳感器都是將溫度值經(jīng)過一定的接口電路轉(zhuǎn)換后輸出模擬電壓或電流信號(hào)，利用這些電壓或電流信號(hào)即可進(jìn)行測量控制。而將模擬溫度傳感器與數(shù)字轉(zhuǎn)換接口電路集成在一起，就成為具有數(shù)字輸出能力的數(shù)字溫度傳感器。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體溫度傳感器與相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路、接口電路以及各種其它功能電路逐漸集成在一起，形成了功能強(qiáng)大、、價(jià)廉的數(shù)字溫度傳感器。 [全文]
的主要特點(diǎn)就是工作溫度范圍內(nèi)溫度-電壓關(guān)系為一直線，這二次開發(fā)測溫、控溫電路設(shè)計(jì)，將無須線性化處理，就可以完成測溫或控溫電路設(shè)計(jì)，簡化儀表設(shè)計(jì)和調(diào)試。
　　延長線選用應(yīng)遵循的原則：
　　一般-200～+20℃、-50～+100℃宜選用普通雙膠線；100～200℃范圍內(nèi)應(yīng)選用高溫線
高溫線
高溫線是采用F46（聚全氟乙丙烯）材料作絕緣的一種新型產(chǎn)品，由它包覆的產(chǎn)品可在-60℃～200℃的廣闊空間內(nèi)長期使用，在-200℃～+260℃下還可短期使用，因?yàn)樗秃透邷兀娊^緣性能好，所以在電纜電線中廣泛用于電子設(shè)備傳輸電線電子計(jì)算機(jī)內(nèi)部的連接線，航空宇宙用電線特種用途安裝線，控制線。 [全文]
日本神視SUNX線性傳感器知識(shí)詳解　　基準(zhǔn)電壓的含義：
　　基準(zhǔn)電壓是指傳感器置于0℃溫場（冰水混合物），通以工作電流（100μa）條件下，傳感器上電壓值。實(shí)際上就是0點(diǎn)電壓。其表示符號(hào)為v（0），該值出廠時(shí)標(biāo)定，傳感器溫度系數(shù)s相同，則知道基準(zhǔn)電壓值v（0），即可求知任何溫度點(diǎn)上傳感器電壓值，而不必對(duì)傳感器進(jìn)行分度。其計(jì)算公式為：
　　v（t）=v（0）+s×t
　　示例：如基準(zhǔn)電壓v（0）=700mv；溫度系數(shù)s=-2mv/℃，則50℃時(shí)，傳感器輸出電壓v（50）=700—2×50=600（mv）。這一點(diǎn)正是線性溫度傳感器優(yōu)于其它溫度傳感器可貴之處。
　　線性ntc溫度傳感器測溫范圍規(guī)定：
　　就總而言，測溫范圍可-200～+200℃之間，但考慮實(shí)際需要，一般無須如此寬溫度范圍，規(guī)定三個(gè)不同區(qū)段，以適應(yīng)不同封裝設(shè)計(jì)，同時(shí)延長線選用上亦有所不同。而溫度補(bǔ)償線性熱敏元件，則只設(shè)定工作溫度范圍為-40℃～+80℃。*可以滿足一般電路溫度補(bǔ)償之用。
　　溫度系數(shù)s的含義：
　　溫度系數(shù)s是指規(guī)定工作條件下，傳感器輸出電壓值變化與溫度變化比值，即溫度每變化1℃?zhèn)鞲衅鬏敵鲭妷鹤兓担?s=△v/△t（mv/℃）。
　　溫度系數(shù)是線性溫度傳感器做為溫度測量元件物理基礎(chǔ)，其作用與熱敏電阻
電阻
　　電阻，物質(zhì)對(duì)電流的阻礙作用就叫該物質(zhì)的電阻。電阻小的物質(zhì)稱為電導(dǎo)體，簡稱導(dǎo)體。電阻大的物質(zhì)稱為電絕緣體，簡稱絕緣體。 [全文]
b值相似，這個(gè)參數(shù)整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)是同一值，即-2mv/℃，各種型號(hào)傳感器也是同一值，這一點(diǎn)傳統(tǒng)熱敏電阻
熱敏電阻
　　熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。 [全文]
溫度傳感器是*。
　　互換精度這一參數(shù)的意義：
　　互換精度是指同一工作條件下（同一工作電流、同一溫場）同一個(gè)確定理想擬合直線，每一只傳感器電壓v（t）—溫度t曲線與該直線zui大偏差，這個(gè)偏差通常按傳感器溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)s折合成溫度來表示。傳感器輸出線性化及溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)相同，即測溫范圍內(nèi)全程互換，互換精度表示了基準(zhǔn)電壓值離散程度，即用基準(zhǔn)電壓值離散值折合成溫度值大小來描述整批傳感器之間互換程度。一般分為三級(jí)：i級(jí)互換偏差不大于0.3℃;j級(jí)不大于0.5℃;k級(jí)不大于1.0℃。
　　線性度的意義：
　　線性度是描述傳感器輸出電壓值隨溫度變化線性程度，實(shí)際上也就是傳感器輸出電壓工作溫度范圍內(nèi)相理想擬合直線zui大偏差。一般情況下，其線性度典型值為±0.5%，很顯然傳感器線性度越高（其值越小），儀表設(shè)計(jì)就越簡單，儀表輸入級(jí)*不必采用線性化處理。
　　線性溫度傳感器是規(guī)范化輸出的原因：
　　所謂規(guī)范化輸出，就是0℃溫度點(diǎn)上傳感器規(guī)定工作條件下，輸出電壓值于某一小范圍內(nèi)，不互換，其基準(zhǔn)電壓值定690-7１0mv之間，這樣電路設(shè)計(jì)時(shí)，易于宏觀上把握傳感器輸出情況，橋路設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償，690-7１0mv之間考慮，調(diào)試中稍加調(diào)整即可。而不象普通熱敏電阻型號(hào)不同，其阻值同，針對(duì)不同型號(hào)，需進(jìn)行不同設(shè)計(jì)計(jì)算。線性溫度傳感器規(guī)范化輸出，可以使儀表電路實(shí)現(xiàn)規(guī)范化設(shè)計(jì)。
　日本神視SUNX線性傳感器知識(shí)詳解　實(shí)際使用溫度傳感器是否一定要采用恒流源
恒流源
　　恒流源就是一個(gè)能輸出恒定電流的電源。 主要用于檢測熱繼電器、塑殼斷路器、小型短路器及需要設(shè)定額定電流、動(dòng)作電流、短路保護(hù)電流等生產(chǎn)場合。 [全文]
供電分析：
　　一般情況下是不必要，橋路恒壓供電*可以（參見16項(xiàng)傳感器信號(hào)處理電路）。這是100μa左右電流條件下，傳感器溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)變化量很小，可以給一個(gè)實(shí)測數(shù)量級(jí)概念：
　　100μa時(shí) s=-2mv/℃
　　40μa 時(shí) s=-2.1mv/℃
　　1000μa時(shí)s=-1.9mv/℃
　　而實(shí)際橋路恒壓供電時(shí),其電流變化不會(huì)有如此大幅度。
　　恒壓供電時(shí)，傳感器負(fù)載電阻
負(fù)載電阻
　　電阻器常用于做負(fù)載，用于吸收產(chǎn)品使用過程中產(chǎn)生的不需要的電量，或起到緩沖，制動(dòng)的作用。 　　另外對(duì)高精密電阻來說，產(chǎn)品中帶有高阻抗是不允許的，這需要選擇高品質(zhì)的材料，高要求的工藝。 [全文]
值確定準(zhǔn)則：
　　恒壓供電時(shí)，負(fù)載電阻接電源
電源
電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置，也稱電源供應(yīng)器，它提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能。[全文]
與傳感器正極之間，信號(hào)從傳感器正極與負(fù)極之間輸出，設(shè)計(jì)電阻值r時(shí)，以0c時(shí)使傳感器工作電流為100μa即可。如傳感器基準(zhǔn)電壓為v（0）（mv），恒壓源為vdd（mv），則r=（vdd-v（0））（mv）/0.1（ma）。計(jì)算出電阻值r，實(shí)際電阻沒有這種阻值，可就近阻值選用，對(duì)測溫精度沒有影響。
　　線性溫度補(bǔ)償元件做為電路溫度補(bǔ)償?shù)?性:
　　這主要考慮熱敏元件輸出規(guī)范化及溫度系數(shù)一致性，便于設(shè)計(jì)。另外，溫度系數(shù)與晶體管
晶體管
　　晶體管是由三層雜質(zhì)半導(dǎo)體構(gòu)成的器件，有三個(gè)電極，所以又稱為半導(dǎo)體三極管，晶體三極管等，可以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制和許多其它功能。 [全文]
電路中晶體管基、射極電壓溫度系數(shù)相同，做為穩(wěn)定晶體管電路工作點(diǎn)基極偏流元件是非常合適。而將幾只元件串聯(lián)使用，可以并聯(lián)電位器
電位器
　　電位器是一種可調(diào)的電子元件。用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上，緊壓著一至兩個(gè)可移金屬觸點(diǎn)。觸點(diǎn)位置確定電阻體任一端與觸點(diǎn)間的阻值。按材料分線繞、炭膜、實(shí)芯式電位器；按輸出與輸入電壓比與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系分直線式電位器（呈線性關(guān)系）、函數(shù)電位器（呈曲線關(guān)系）。主要參數(shù)為阻值、容差、額定功率。廣泛用于電子設(shè)備，在音響和接收機(jī)中作音量控制用。 [全文]
方式，電位器調(diào)節(jié)出不同溫度系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償作用（參見圖3）。這種溫度系數(shù)可調(diào)補(bǔ)償元件，無須繁雜設(shè)計(jì)，對(duì)元件工作電流也無嚴(yán)格要求，這也是這種線性熱敏元件用于溫度補(bǔ)償一大優(yōu)點(diǎn)。
　　民品級(jí)與工業(yè)級(jí)使用中的差異：
　　主互換精度不同，單臺(tái)儀表進(jìn)行大批量群測應(yīng)用場合，且測試精度要求較高工業(yè)環(huán)境，建議使用工業(yè)級(jí)；而一臺(tái)表僅用一支傳感器批量大可靠性要求很高民用產(chǎn)品，建議使用民品級(jí)。
　　傳感器信號(hào)處理電路：
　　注：該橋路是r2將傳感器基準(zhǔn)電壓值v（0）予以抵消，即調(diào)整r2上電壓等于傳感器基準(zhǔn)電壓值，這樣使橋路輸出0c時(shí)為0v，然后按-2mv/c輸出到放大器或下一級(jí)電路。做為控溫電路設(shè)計(jì)，則r2上電壓輸出到比較器
比較器
　　比較器是一種得到廣泛使用的電路元件。實(shí)際上也是增益非常高的運(yùn)算放大器，可以放大輸入端很小的差分信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)輸出端切換到兩個(gè)輸出狀態(tài)中的一個(gè)。以至于無法穩(wěn)定在中間放大區(qū)，再不跳到低電平，再不跳到高電平。 [全文]
同相端，傳感器輸出接入比較器反相端，r2選取依控溫點(diǎn)電壓而定，可用公式計(jì)算v（t）=v（0）+s×t到，其中 v（0）是傳感器基準(zhǔn)電壓值（出廠時(shí)給定），s為傳感器電壓溫度系數(shù)（出廠時(shí)給定），t 為控溫點(diǎn)溫度值。建議r2采用多圈電位器，對(duì)控溫點(diǎn)進(jìn)行更準(zhǔn)確設(shè)定。
　　線性ntc溫度傳感器是否可取代熱敏電阻、熱電偶
熱電偶
　　熱電偶的工作用熱電作為溫度測量和調(diào)節(jié)的傳感器，通常用業(yè)和顯示儀表或電子調(diào)節(jié)器配套使用，以直接測量各種生產(chǎn)過程中的0～1800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。 [全文]
、及其它熱電阻
熱電阻
　　熱電阻是一種能夠隨著溫度發(fā)生阻值變化的電阻，常用來作為溫度檢測元件檢測中低溫。主要特點(diǎn)是測量精度高，無冷端補(bǔ)償問題，特別適宜于低溫測量，所以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。 [全文]
分析：
　　-200～+200c溫度范圍內(nèi)*可以取代，不須對(duì)原電路做重大改動(dòng)，不用對(duì)傳感器做線性化處理，基準(zhǔn)電壓值和電壓溫度系數(shù)這兩個(gè)參數(shù)就可以設(shè)計(jì)電路，這兩個(gè)參數(shù)出廠時(shí)廠家給予標(biāo)定，對(duì)同一用戶，不同批次產(chǎn)品該參數(shù)不變。
　　穩(wěn)定性的含義：
　　穩(wěn)定性是指傳感器基準(zhǔn)電壓值年漂移量，這個(gè)漂移量再按溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)折合成溫度值，即穩(wěn)定性=±△v/s/年。線性溫度傳感器穩(wěn)定性為±0.05℃/年。這一參數(shù)描述了傳感器各種使用條件下保持原有特性能力。
　　長線傳輸對(duì)傳感器信號(hào)是否有影響分析：
　　應(yīng)當(dāng)說影響不大，一般情況下傳輸距離可達(dá)1000米以上。距離再遠(yuǎn)，可以考慮將傳感器輸出信號(hào)當(dāng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這樣可以方便實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離傳輸。

知識(shí)詳解