集成温度传感器讲解

智能化集成温度传感器原理与应用
智能化集成温度传感器是一种能够实时测量温度并将数据传输
到其他设备或系统的传感器。

它基于温度传感技术，通过特定的原
理和应用实现温度的检测与监控。

原理方面，智能化集成温度传感器通常采用热敏电阻、热电偶
或半导体温度传感器等技术。

其中，热敏电阻是最常见的一种，它
的电阻值随温度变化而变化。

热电偶则是由两种不同金属材料组成
的电偶，通过温差引起的电动势来测量温度。

半导体温度传感器则
利用半导体材料的电阻与温度之间的关系来测量温度。

应用方面，智能化集成温度传感器广泛应用于各个领域。

在工
业领域，它可以用于监测和控制生产过程中的温度，例如在化工、
冶金、电力等行业中的炉温监测、冷却系统控制等。

在家居领域，
智能化集成温度传感器可以用于室内温度的监测和调节，例如智能
恒温器、智能空调等。

此外，它还可以应用于医疗设备、环境监测、农业温室等领域。

总之，智能化集成温度传感器通过特定的原理和应用实现温度
的检测与监控，广泛应用于工业、家居以及其他领域，为各个行业提供温度数据支持和温控功能。

集成温度传感器概述温度传感器是一种广泛应用于各个领域的传感器，可以测量环境中的温度，并将其转化为与温度成比例的电信号。

集成温度传感器是一种特殊的温度传感器，它集成了传感器和相关电路在一个芯片中，具有体积小、功耗低、响应速度快等优势，被广泛应用于物联网、医疗设备、家电等领域。

工作原理集成温度传感器的工作原理主要基于温度对电阻的影响。

常见的集成温度传感器主要有PT100、PT1000、NTC等类型，它们的工作原理略有不同。

PT100/PT1000PT100/PT1000型温度传感器是基于铂电阻温度系数的一种温度传感器。

铂电阻的电阻值受温度的影响较小且稳定性好，因此被广泛用于温度测量。

PT100代表了电阻在0℃时的值为100欧姆，PT1000代表了电阻在0℃时的值为1000欧姆。

这种类型的传感器通过测量电阻值的变化来计算温度。

NTCNTC（Negative Temperature Coefficient）热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低。

随着温度的升高，电阻值的变化比较大，因此可以准确测量温度。

NTC的温度传感器常被用于低温和中温的应用中。

优势和应用相比传统的离散式温度传感器，集成温度传感器具有如下优势：1.体积小：集成温度传感器将传感器和相关电路集成在一个小芯片中，因此体积较小，方便安装和布局。

2.功耗低：由于集成了相关电路，在工作时功耗相对较低，适用于电池供电等场景。

3.响应速度快：集成温度传感器响应速度快，可以快速获得温度的变化。

4.精度高：由于被集成在芯片中，传感器和电路之间的匹配更加精确，可以提供更高的测量精度。

集成温度传感器在以下领域得到广泛应用：•物联网：集成温度传感器可以与其他设备进行数据交互，实现智能家居、智能工厂等场景的温度监测和控制。

•医疗设备：温度是医疗设备中重要的监测参数，集成温度传感器可以用于体温计、温控设备等医疗设备中。

•家电：集成温度传感器可以用于电热水壶、空调等家电产品中，实现自动控制和温度调节。

实验三十三 集成温度传感器的特性145 实验三十三 集成温度传感器的特性一、实验目的了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用。

二、实验原理集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于-50℃—+150℃之间测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极一发射极电压与温度成线性关系。

为克服温敏晶体管U b 电压发生时的离散性、均采用了特殊的差分电路。

集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。

因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。

具有很好的线性特性。

本实验采用的是国产的AD590。

它只需要一种电源（+4V —+30V ）。

即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为R2）即可实现电流到电压的转换。

它使用方便且电流型比电压型的测量精度更高。

三、需用器件与单元温度控制器、加热源、温度模块、数显单元、万用表。

四、实验步骤1、 将主控箱上总电源关闭，把主控箱中温度检测与控制单元中的恒流加热电源输出与温度模块中的恒流输入连接起来。

2、 将温度模块中的温控Pt100与主控箱的Pt100输入连接起来。

3、 将温度模块中左上角的AD590接到a 、b 上（正端接a ，负端接b ），再将b 、d 连接起来。

4、 将主控箱的+5V 电源接入a 和地之间。

5、 将d 和地与主控箱的电压表输入端相连（即测量1K 电阻两端的电压）。

6、 开启主电源，将温度控制器的SV 窗口设定为50℃（设置方法见附录2），以后每隔5℃设定一次，即C t ︒=∆5，读取数显表值，将结果填入下表。

7、 根据上表计算AD950的非线性误差。

五、实验注意事项1、 加热器温度不能加热到120℃以上，否则将可能损坏加热器。

2、 不要将AD950的+、-端接反，因为反向电压可能击穿AD590。

集成温度传感器1非接触式温度传感器非接触式温度传感器即热探测器，热探测器（有时也放在红外光电式传感器中介绍）是在吸收红外辐射能后温度升高，引起某种物理性质的变化，这种变化与吸收的红外辐射能成一定关系。

常用的物理现象有温差热电现象、金属或半导体电阻阻值变化现象、热释电现象、气体压强变化现象、金属热膨胀现象和液体薄膜蒸发现象等。

热释电型红外探测器是根据热释电效应制成的，即电石、水晶、酒石碳酸钠、钛酸钡等晶体受热产生温度变化时，其原子排列发生变化，晶体自然极化，在其两表面产生电荷的现象称为热释电效应。

热释电效应当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，被称为热释电效应。

通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能表现出来。

当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生电荷耗尽，电荷耗尽的状况正比于极化程度，图1表示了热释电效应形成的原理。

热释电材料是一种具有自发极化的电介质,它的自发极化强度随温度变化,可用热释电系数p来描述,p=dP/dT（P为极化强度，T为温度）。

在恒定温度下，材料的自发极化被体内的电荷和表面吸附电荷所中和。

如果把热释电材料做成表面垂直于极化方向的平行薄片，当红外辐射入射到薄片表面时，薄片因吸收辐射而发生温度变化，引起极化强度的变化。

而中和电荷由于材料的电阻率高跟不上这一变化，其结果是薄片的两表面之间出现瞬态电压。

若有外电阻跨接在两表面之间，电荷就通过外电路释放出来。

电流的大小除与热释电系数成正比外，还与薄片的温度变化率成正比，可用来测量入射辐射的强弱。

1、热释电型红外传感器（PIR传感器）PIR传感器（即热释电人体红外传感器）是通过菲涅耳透镜和红外热释电红外敏感元件来检测附近的热释红外信号的变化，检测周围远达6米的热释红外物体的移动（例如人体），价格低廉易于使用。