LM35Precision Centigrade Temperature Sensors General Description The LM35
series are precision integrated-circuit temperature sensors,whose output voltage is linearly proportional to the Celsius (Centigrade)temperature.The LM35thus has an advantage over linear temperature sensors calibrated in ?Kelvin,as the user is not required to subtract a large con-stant voltage from its output to obtain convenient Centigrade scaling.The LM35does not require any external calibration or trimming to provide typical accuracies of ±1?4?C at room temperature and ±3?4?C over a full ?55to +150?C tempera-ture range.Low cost is assured by trimming and calibration at the wafer level.The LM35’s low output impedance,linear output,and precise inherent calibration make interfacing to
readout or control circuitry especially easy.It can be used
with single power supplies,or with plus and minus supplies.
As it draws only 60μA from its supply,it has very low
self-heating,less than 0.1?C in still air.The LM35is rated to
operate over a ?55?to +150?C temperature range,while the
LM35C is rated for a ?40?to +110?C range (?10?with im-
proved accuracy).The LM35series is available packaged in hermetic TO-46transistor packages,while the LM35C,LM35CA,and LM35D are also available in the plastic TO-92transistor package.The LM35D is also available in an 8-lead surface mount small outline package and a plastic TO-220package.Features n Calibrated directly in ?Celsius (Centigrade)n Linear +10.0mV/?C scale factor n 0.5?C accuracy guaranteeable (at +25?C)n Rated for full ?55?to +150?C range n Suitable for remote applications n Low cost due to wafer-level trimming n Operates from 4to 30volts n Less than 60μA current drain n Low self-heating,0.08?C in still air n Nonlinearity only ±1?4?C typical n Low impedance output,0.1?for 1mA load
Typical Applications
TRI-STATE ?is a registered trademark of National Semiconductor Corporation.
DS005516-3
FIGURE 1.Basic Centigrade Temperature Sensor
(+2?C to +150?C)DS005516-4
Choose R 1=?V S /50μA V OUT =+1,500mV at +150?C
=+250mV at +25?C
=?550mV at ?55?C
FIGURE 2.Full-Range Centigrade Temperature Sensor
July 1999LM35
Precision
Centigrade
Temperature
Sensors ?1999National Semiconductor Corporation https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,
Connection Diagrams
TO-46
Metal Can Package*
DS005516-1
*Case is connected to negative pin(GND)
Order Number LM35H,LM35AH,LM35CH,LM35CAH or
LM35DH
See NS Package Number H03H
TO-92
Plastic Package
DS005516-2
Order Number LM35CZ,
LM35CAZ or LM35DZ
See NS Package Number Z03A
SO-8
Small Outline Molded Package
DS005516-21
N.C.=No Connection
Top View
Order Number LM35DM
See NS Package Number M08A
TO-220
Plastic Package*
DS005516-24
*Tab is connected to the negative pin(GND).
Note:The LM35DT pinout is different than the discontinued LM35DP.
Order Number LM35DT
See NS Package Number TA03F
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,2
Absolute Maximum Ratings
(Note10)
If Military/Aerospace specified devices are required, please contact the National Semiconductor Sales Office/ Distributors for availability and specifications.
Supply Voltage+35V to?0.2V Output Voltage+6V to?1.0V Output Current10mA Storage Temp.;
TO-46Package,?60?C to+180?C TO-92Package,?60?C to+150?C SO-8Package,?65?C to+150?C TO-220Package,?65?C to+150?C Lead Temp.:
TO-46Package,
(Soldering,10seconds)300?C
TO-92and TO-220Package,
(Soldering,10seconds)260?C SO Package(Note12)
Vapor Phase(60seconds)215?C Infrared(15seconds)220?C ESD Susceptibility(Note11)2500V Specified Operating Temperature Range:T MIN to T MAX (Note2)
LM35,LM35A?55?C to+150?C LM35C,LM35CA?40?C to+110?C LM35D0?C to+100?C
Electrical Characteristics
(Notes1,6)
LM35A LM35CA Parameter Conditions Tested Design Tested Design Units
Typical Limit Limit Typical Limit Limit(Max.)
(Note4)(Note5)(Note4)(Note5)
Accuracy T A=+25?C±0.2±0.5±0.2±0.5?C (Note7)T A=?10?C±0.3±0.3±1.0?C T A=T MAX±0.4±1.0±0.4±1.0?C
T A=T MIN±0.4±1.0±0.4±1.5?C Nonlinearity T MIN≤T A≤T MAX±0.18±0.35±0.15±0.3?C (Note8)
Sensor Gain T MIN≤T A≤T MAX+10.0+9.9,+10.0+9.9,mV/?C (Average Slope)+10.1+10.1
Load Regulation T A=+25?C±0.4±1.0±0.4±1.0mV/mA (Note3)0≤I L≤1mA T MIN≤T A≤T MAX±0.5±3.0±0.5±3.0mV/mA Line Regulation T A=+25?C±0.01±0.05±0.01±0.05mV/V (Note3)4V≤V S≤30V±0.02±0.1±0.02±0.1mV/V Quiescent Current V S=+5V,+25?C56675667μA (Note9)V S=+5V10513191114μA V S=+30V,+25?C56.26856.268μA
V S=+30V105.513391.5116μA Change of4V≤V S≤30V,+25?C0.2 1.00.2 1.0μA Quiescent Current4V≤V S≤30V0.5 2.00.5 2.0μA (Note3)
Temperature+0.39+0.5+0.39+0.5μA/?C Coefficient of
Quiescent Current
Minimum Temperature In circuit of+1.5+2.0+1.5+2.0?C
for Rated Accuracy Figure1,I L=0
Long Term Stability T J=T MAX,for±0.08±0.08?C 1000hours
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,
3
Electrical Characteristics
(Notes1,6)
LM35LM35C,LM35D Parameter Conditions Tested Design Tested Design Units
Typical Limit Limit Typical Limit Limit(Max.)
(Note4)(Note5)(Note4)(Note5) Accuracy,T A=+25?C±0.4±1.0±0.4±1.0?C LM35,LM35C T A=?10?C±0.5±0.5±1.5?C (Note7)T A=T MAX±0.8±1.5±0.8±1.5?C T A=T MIN±0.8±1.5±0.8±2.0?C
Accuracy,LM35D (Note7)T A=+25?C±0.6±1.5?C T A=T MAX±0.9±2.0?C T A=T MIN±0.9±2.0?C
Nonlinearity T MIN≤T A≤T MAX±0.3±0.5±0.2±0.5?C (Note8)
Sensor Gain T MIN≤T A≤T MAX+10.0+9.8,+10.0+9.8,mV/?C (Average Slope)+10.2+10.2
Load Regulation T A=+25?C±0.4±2.0±0.4±2.0mV/mA (Note3)0≤I L≤1mA T MIN≤T A≤T MAX±0.5±5.0±0.5±5.0mV/mA Line Regulation T A=+25?C±0.01±0.1±0.01±0.1mV/V (Note3)4V≤V S≤30V±0.02±0.2±0.02±0.2mV/V Quiescent Current V S=+5V,+25?C56805680μA (Note9)V S=+5V10515891138μA V S=+30V,+25?C56.28256.282μA
V S=+30V105.516191.5141μA Change of4V≤V S≤30V,+25?C0.2 2.00.2 2.0μA Quiescent Current4V≤V S≤30V0.5 3.00.5 3.0μA (Note3)
Temperature+0.39+0.7+0.39+0.7μA/?C Coefficient of
Quiescent Current
Minimum Temperature In circuit of+1.5+2.0+1.5+2.0?C for Rated Accuracy Figure1,I L=0
Long Term Stability T J=T MAX,for±0.08±0.08?C 1000hours
Note1:Unless otherwise noted,these specifications apply:?55?C≤T J≤+150?C for the LM35and LM35A;?40?≤T J≤+110?C for the LM35C and LM35CA;and 0?≤T J≤+100?C for the LM35D.V S=+5Vdc and I LOAD=50μA,in the circuit of Figure2.These specifications also apply from+2?C to T MAX in the circuit of Figure1.
Specifications in boldface apply over the full rated temperature range.
Note2:Thermal resistance of the TO-46package is400?C/W,junction to ambient,and24?C/W junction to case.Thermal resistance of the TO-92package is 180?C/W junction to ambient.Thermal resistance of the small outline molded package is220?C/W junction to ambient.Thermal resistance of the TO-220package is90?C/W junction to ambient.For additional thermal resistance information see table in the Applications section.
Note3:Regulation is measured at constant junction temperature,using pulse testing with a low duty cycle.Changes in output due to heating effects can be com-puted by multiplying the internal dissipation by the thermal resistance.
Note4:Tested Limits are guaranteed and100%tested in production.
Note5:Design Limits are guaranteed(but not100%production tested)over the indicated temperature and supply voltage ranges.These limits are not used to cal-culate outgoing quality levels.
Note6:Specifications in boldface apply over the full rated temperature range.
Note7:Accuracy is defined as the error between the output voltage and10mv/?C times the device’s case temperature,at specified conditions of voltage,current, and temperature(expressed in?C).
Note8:Nonlinearity is defined as the deviation of the output-voltage-versus-temperature curve from the best-fit straight line,over the device’s rated temperature range.
Note9:Quiescent current is defined in the circuit of Figure1.
Note10:Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur.DC and AC electrical specifications do not apply when operating the device beyond its rated operating conditions.See Note1.
Note11:Human body model,100pF discharged through a1.5k?resistor.
Note12:See AN-450“Surface Mounting Methods and Their Effect on Product Reliability”or the section titled“Surface Mount”found in a current National Semicon-ductor Linear Data Book for other methods of soldering surface mount devices.
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,4
Typical Performance Characteristics
Thermal Resistance
Junction to Air
DS005516-25Thermal Time Constant
DS005516-26
Thermal Response
in Still Air
DS005516-27
Thermal Response in
Stirred Oil Bath
DS005516-28Minimum Supply
Voltage vs.Temperature
DS005516-29
Quiescent Current
vs.Temperature
(In Circuit of Figure1.)
DS005516-30
Quiescent Current
vs.Temperature
(In Circuit of Figure2.)
DS005516-31Accuracy vs.Temperature
(Guaranteed)
DS005516-32
Accuracy vs.Temperature
(Guaranteed)
DS005516-33
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Typical Performance Characteristics
(Continued)Applications
The LM35can be applied easily in the same way as other
integrated-circuit temperature sensors.It can be glued or ce-
mented to a surface and its temperature will be within about
0.01?C of the surface temperature.
This presumes that the ambient air temperature is almost the
same as the surface temperature;if the air temperature were
much higher or lower than the surface temperature,the ac-
tual temperature of the LM35die would be at an intermediate
temperature between the surface temperature and the air
temperature.This is expecially true for the TO-92plastic
package,where the copper leads are the principal thermal
path to carry heat into the device,so its temperature might
be closer to the air temperature than to the surface tempera-
ture.
To minimize this problem,be sure that the wiring to the
LM35,as it leaves the device,is held at the same tempera-
ture as the surface of interest.The easiest way to do this is
to cover up these wires with a bead of epoxy which will in-
sure that the leads and wires are all at the same temperature
as the surface,and that the LM35die’s temperature will not
be affected by the air temperature.The TO-46metal package can also be soldered to a metal surface or pipe without damage.Of course,in that case the V?terminal of the circuit will be grounded to that metal.Alter-natively,the LM35can be mounted inside a sealed-end metal tube,and can then be dipped into a bath or screwed into a threaded hole in a tank.As with any IC,the LM35and accompanying wiring and circuits must be kept insulated and dry,to avoid leakage and corrosion.This is especially true if the circuit may operate at cold temperatures where conden-sation can occur.Printed-circuit coatings and varnishes such as Humiseal and epoxy paints or dips are often used to in-sure that moisture cannot corrode the LM35or its connec-tions.These devices are sometimes soldered to a small light-weight heat fin,to decrease the thermal time constant and speed up the response in slowly-moving air.On the other hand,a small thermal mass may be added to the sen-sor,to give the steadiest reading despite small deviations in the air temperature.
Temperature Rise of LM35Due To Self-heating (Thermal Resistance,θJA )
TO-46,
TO-46*,TO-92,TO-92**,SO-8SO-8**TO-220no heat
sink
small heat fin no heat sink small heat fin no heat sink small heat fin no heat sink Still air
400?C/W 100?C/W 180?C/W 140?C/W 220?C/W 110?C/W 90?C/W Moving air
100?C/W 40?C/W 90?C/W 70?C/W 105?C/W 90?C/W 26?C/W
Still oil
100?C/W 40?C/W 90?C/W 70?C/W Stirred oil
50?C/W 30?C/W 45?C/W 40?C/W (Clamped to metal,
Infinite heat sink)(24?C/W)(55?C/W)*Wakefield type 201,or 1"disc of 0.020"sheet brass,soldered to case,or similar.
**TO-92and SO-8packages glued and leads soldered to 1"square of 1/16"printed circuit board with 2oz.foil or similar.
Noise Voltage DS005516-34Start-Up Response
DS005516-35
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Typical Applications
CAPACITIVE
LOADS
Like most micropower circuits,the LM35has a limited ability
to drive heavy capacitive loads.The LM35by itself is able to
drive50pf without special precautions.If heavier loads are
anticipated,it is easy to isolate or decouple the load with a
resistor;see Figure3.Or you can improve the tolerance of
capacitance with a series R-C damper from output to
ground;see Figure4.
When the LM35is applied with a200?load resistor as
shown in Figure5,Figure6or Figure8it is relatively immune
to wiring capacitance because the capacitance forms a by-
pass from ground to input,not on the output.However,as
with any linear circuit connected to wires in a hostile environ-
ment,its performance can be affected adversely by intense
electromagnetic sources such as relays,radio transmitters,
motors with arcing brushes,SCR transients,etc,as its wiring
can act as a receiving antenna and its internal junctions can
act as rectifiers.For best results in such cases,a bypass ca-
pacitor from V IN to ground and a series R-C damper such as
75?in series with0.2or1μF from output to ground are often
useful.These are shown in Figure13,Figure14,and
Figure16.
DS005516-19
FIGURE3.LM35with Decoupling from Capacitive Load
DS005516-20
FIGURE4.LM35with R-C Damper
DS005516-5
FIGURE5.Two-Wire Remote Temperature Sensor
(Grounded Sensor)
DS005516-6
FIGURE6.Two-Wire Remote Temperature Sensor
(Output Referred to Ground)
DS005516-7
FIGURE7.Temperature Sensor,Single Supply,?55?to
+150?C
DS005516-8
FIGURE8.Two-Wire Remote Temperature Sensor
(Output Referred to Ground)
DS005516-9
FIGURE9.4-To-20mA Current Source(0?C to+100?C)
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,
7
Typical Applications
(Continued)DS005516-10
FIGURE 10.Fahrenheit Thermometer
DS005516-11
FIGURE 11.Centigrade Thermometer (Analog Meter)
DS005516-12
FIGURE 12.Fahrenheit ThermometerExpanded Scale
Thermometer
(50?to 80?Fahrenheit,for Example Shown)
DS005516-13
FIGURE 13.Temperature To Digital Converter (Serial Output)(+128?C Full Scale)
DS005516-14
FIGURE 14.Temperature To Digital Converter (Parallel TRI-STATE ?Outputs for
Standard Data Bus to μP Interface)(128?C Full Scale)
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html, 8
Typical Applications(Continued)
DS005516-16
*=1%or2%film resistor
Trim R B for V B=3.075V
Trim R C for V C=1.955V
Trim R A for V A=0.075V+100mV/?C x T ambient
Example,V A=2.275V at22?C
FIGURE15.Bar-Graph Temperature Display(Dot Mode)
DS005516-15
FIGURE16.LM35With Voltage-To-Frequency Converter And Isolated Output
(2?C to+150?C;20Hz to1500Hz)
9
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,
Block Diagram
DS005516-23 https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,10
Physical Dimensions inches(millimeters)unless otherwise noted
TO-46Metal Can Package(H)
Order Number LM35H,LM35AH,LM35CH,
LM35CAH,or LM35DH
NS Package Number H03H
SO-8Molded Small Outline Package(M)
Order Number LM35DM
NS Package Number M08A
11
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,
Physical Dimensions inches(millimeters)unless otherwise noted(Continued)
Power Package TO-220(T)
Order Number LM35DT
NS Package Number TA03F
TO-92Plastic Package(Z)
Order Number LM35CZ,LM35CAZ or LM35DZ
NS Package Number Z03A
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,12
Notes LIFE SUPPORT POLICY
NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION.
As used herein:
1.Life support devices or systems are devices or
systems which,(a)are intended for surgical implant
into the body,or (b)support or sustain life,and
whose failure to perform when properly used in
accordance with instructions for use provided in the
labeling,can be reasonably expected to result in a
significant injury to the user.
2.A critical component is any component of a life support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the failure of the life support device or system,or to affect its safety or effectiveness.National Semiconductor
Corporation
Americas
Tel:1-800-272-9959
Fax:1-800-737-7018
Email:support@https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,
National Semiconductor Europe Fax:+49(0)180-5308586Email:europe.support@https://www.doczj.com/doc/4811674158.html, Deutsch Tel:+49(0)180-5308585English Tel:+49(0)180-5327832Fran?ais Tel:+49(0)180-5329358Italiano Tel:+49(0)180-5341680National Semiconductor Asia Pacific Customer Response Group Tel:65-2544466Fax:65-2504466Email:sea.support@https://www.doczj.com/doc/4811674158.html, National Semiconductor Japan Ltd.Tel:81-3-5639-7560Fax:81-3-5639-7507
https://www.doczj.com/doc/4811674158.html, LM35
Precision
Centigrade
Temperature
Sensors National does not assume any responsibility for use of any circuitry described,no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.
一、霍尼韦尔 公司简介： 霍尼韦尔是《财富》百强公司，总部位于美国。致力于发明制造先进技术以应对全球宏观趋势下的严苛挑战，例如生命安全、安防和能源。公司在全球范围内拥有大约130,000 名员工，其中包括19,000 多名工程师和科学家。 霍尼韦尔在华的历史可以追溯到1935年。当时，霍尼韦尔在上海开设了第一个经销机构。1973年美国总统尼克松访华时，应中国政府之邀从十大领域推荐精英企业来华推动两国双向交流，并促进中国的现代化建设。其中炼油石化领域唯一被选中推荐给中国政府的美国环球油品公司，正是霍尼韦尔旗下的子公司。80年代的改革开放成为了霍尼韦尔融入中国经济发展的又一个新起点，作为首批在北京设立代表处的跨国企业，霍尼韦尔在彼时开始了一系列的高品质投资。目前，霍尼韦尔四大业务集团均已落户中国，旗下所辖的所有业务部门的亚太总部也都已迁至中国，并在中国的20多个城市设有多家分公司和合资企业。目前，霍尼韦尔在中国的投资总额超10亿美金，员工人数超过12,000名。 主要产品及服务： 家具与消费品——环境自控解决方案及产品 航空与航天——航空航天UOP中国传感与控制 生命安全与安防——霍尼韦尔安全产品安防气体探测技术 建筑、施工与维护——环境自控解决方案及产品安防英诺威发泡剂极冷致制冷剂 传感与控制——扫描与移动生产力扫描与移动技术 工业过程控制——无线自动化解决方案环境自控解决方案及产品传感与控制气体探测技术 能效与公共事业——环境自控解决方案及产品无线自动化解决方案传感与控制 汽车与运输——极冷致制冷剂传感与控制 石油、天然气、炼油、石油化工与生物燃料——环境自控解决方案及产品UOP中国无线自动化解决方案传感与控制气体探测技术安防 医疗保健——扫描与移动技术阿克拉薄膜传感与控制Burdick & Jackson 溶剂和试剂 化学品、特殊材料与化肥——Burdick & Jackson 溶剂和试剂阿克拉薄膜尼龙6树脂UOP中国极冷致制冷剂OS有机硅密封胶添加剂 制造——环境自控解决方案及产品尼龙6树脂A-C高性能添加剂传感与控制 无线自动化解决方案
各种温度传感器分类及其原理
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件，其种类最多，应用最广，发展最快。众所周知，日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化，在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1.热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体A和B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端或冷端，则回路中就有电流产生，如图2-1(a所示，即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向， 称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向，称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T，T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势， 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势：热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时，在断开处a，b 之间便有一电动势差△ V，其极性和大小与回路中的热电势一致，如图 2-1(b所示。并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B 为负极。实验表明，当△ V很小时，△ V与厶T成正比关系。定义△ V对厶T 的微分热电势为热电势率，又称塞贝克系数。
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）
温度传感器的选用 摘要：在各种各样的测量技术中，温度的测量可能是最为常见的一种，因为许多的应用领域，掌握温度的确切数值，了解温度与实际状态之间的差异等，都具有极为重要的意义。就以测量为例，在力的测量，压力，流量，位置及电平高低等测量的过程中，为了提高测量精度，通常都会要求对温度进行监视。可以说，各种的物理量都是温度的函数，要得到精确的测定结果，必须针对温度的变化，作出精确的校正。 关键字：温度传感器热电偶热电阻集成电路 引言： 工业上常用的温度传感器有四类：即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温 度传感器；每一类温度传感器有自己独特的温度测量围，有自己适用的温度环境；没有一种温度传感器可以通用于所有的用途：热电偶的可测温度围最宽，而热电阻的测量线性度最优，热敏电阻的测量精度最高。 1、热电偶 热电偶由二根不同的金属线材，将它们一端焊接在一起构成；参考端温度（也称冷补偿端）用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差；而两种不同金属的焊接端放置于需 要测量温度的目标上。 两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压，电压数值是所有联接端温度的函数，热电偶无需电压或电流激励。实际应用时，如果试图提供电压或电流激励反而会将误差 引进系统。 鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端，其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现；如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属，通常是铜，那末事情 真会简单至此。 但热电偶需与另外一种金属联接这一事实，实际上又建立了新的一对热电偶，在系统中引入了极大的误差，消除此误差的唯一办法是检测参考端的温度，以硬件或硬件-软件相结 合的方式将这一联接所贡献的误差减掉，纯硬件消除技术由于线性化校正的因素，比软件-硬件相结合技术受限制更大。一般情况下，参考端温度的精确检测用热电阻RTD，热敏电 阻或是集成电路温度传感器进行。原则上说，热电偶可由任意的两种不同金属构建而成，但在实践中，构成热电偶的两种金属组合已经标准化，因为标准组合的线性度及所产生的电压与温度的关系更趋理想。 表3与图2是常用的热电偶E,J,T,K,N,S,B R的特性。
热敏电阻温度传感器电气与电子测量技术 ?
热敏电阻（Thermistor） ?材料：半导体 ?陶瓷材料 ?金属氧化物 ?高分子材料 ?测量范围 ?-100 —+300℃ ?热敏电阻分类 ?NTC: 负温度系数热敏电阻 ?PTC: 正温度系数热敏电阻 ?CTR: 临界温度系数热敏电阻
?温度-电阻特性 热敏电阻工作原理和基本特性 R(T)=Ae B T或R T=R0e B(1 T ?1 T0 ) ?NTC的R-T关系式 A、B——与热敏电阻尺寸、形式及其半导体物理性能有关的常数； T——绝对温度 U/V I/mA U U a I a Im a b c d ?NTC的伏安特性 （热敏电阻两端电压与稳定电流的关系）
?灵敏度 热敏电阻的特点 2 t B T α=- 优点 灵敏度比热电阻高1-2个数量级 常温下阻值大，可忽略引线电阻 响应时间快（时间常数1-10ms） 成本低，易于维护 ?灵敏度 缺点 分散性大，互换性不好 非线性严重 长期稳定性差体积可以做得很小
家用电器 电熨斗、电冰箱、电饭煲、洗衣机、电暖壶、烘干机、电 烤箱、空调机、电热毯、热水器、热得快、电磁炉、汽车电子电子喷油嘴、空调机、发电机防热装置、电热座椅 测量仪器 流量计、风速表、真空计、浓度计、湿度计、空气传感器、 环境监测仪、 办公设备复印机、传真机、打印机、扫描仪 农业园艺温室控制、人工气候箱、烘干系统、 医疗器具体温计、人工透析、散热系统 热敏电阻的应用 温度测量（NTC或PTC)
Page .6热敏电阻的应用 其他相关应用 材料用途举例 NTC温度补偿带温度补偿的石英晶体振荡器 NTC浪涌抑制 抑制开关电源、电动机、白炽灯接通瞬间的浪涌电流 PTC恒温加热元件自控温电热器、恒温电烙铁 PTC过载保护自恢复保险丝 NTC浪涌抑制 自恢复保险丝
温度传感器的常见分类温度传感器应用大全 温度传感器在我们的日常生活中扮演着十分重要的角色，同时它也是使用范围最广，数量最多的传感器。关于它你了解多少呢？本文主要介绍的就是各种温度传感器的分类及其原理，温度传感器的应用电路。 温度传感器从17世纪温度传感器首次应用以来，依次诞生了接触式温度传感器，非接触式温度传感器，集成温度传感器，近年来在智能温度传感器在半导体技术，材料技术等新技术的支持下，温度传感器发展迅速，由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度，又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑，使用也更加方便。 1、热电偶传感器： 两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的，接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关，当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端，另一端温度为TO，称为自由端，则回路中就有电流产生，即回路中存在的电动势称为热电动势，这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 2、热敏电阻传感器： 热敏电阻是敏感元件的一类，热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同，属于可变电阻的一类，广泛应用于各种电子元器件中，不同于电阻温度计使用纯金属，在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物，正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件，热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度，通常是-90℃?130℃。 3、模拟温度传感器： HTG3515CH是一款电压输出型温度传感器，输出电流1～3.6V，精度为±3％RH，0～100％RH相对湿度范围，工作温度范围-40～110℃，5s响应时间，0±1％RH迟滞，是一个带
温度传感器是指能感受温度并能转换成可用输出信号的传感器。温度是和人类生活环境有着密切关系的一个物理量，是工业过程三大参量（流量、压力、温度）之一，也是国际单位制（SI）中七个基本物理量之一。温度测量是一个经典而又古老的话题，很久以来，这方面己有多种测温元件和传感器得到普及，但是直到今天，为了适应各工业部门、科学研究、医疗、家用电器等方面的广泛要求，仍在不断研发新型测温元件和传感器、新的测温方法、新的测温材料、新的市场应用。要准确地测量温度也非易事，如测温元件选择不当、测量方法不宜，均不能得到满意结果。 据有关部门统计，2009年我国传感器的销售额为327亿元人民币，其中温度传感器占整个传感器市场的14％，主要应用于通信电子产品、家用电器、楼宇自动化、医疗设备、仪器仪表、汽车电子等领域。 温度传感器的特点 作为一个理想的温度传感器，应该具备以下要求：测量围广、精度高、可靠性好、时漂小、重量轻、响应快、价格低、能批量生产等。但同时满足上述条件的温度传感器是不存在的，应根据应用现场灵活使用各种温度传感器。这是因为不同的温度传感器具有不同的特点。 ● 不同的温度传感器测量围和特点是不同的。 几种重要类型的温度传感器的温度测量围和特点，如表1所示。 ● 测温的准确度与测量方法有关。 根据温度传感器的使用方法，通常分为接触测量和非接触测量两类，两种测量方法的特点如 ● 不同的测温元件应采用不同的测量电路。 通常采用的测量电路有三种。“电阻式测温元件测量电路”，该测量电路要考虑消除非线性误差和热电阻导线对测量准确度的影响。“电势型测温元件测量电路”，该电路需考虑线性化和冷端补偿，信号处理电路较热电阻的复杂。“电流型测温元件测量电路”，半导体集成温度传感器是最典型的电流型温度测量元件，当电源电压变化、外接导线变化时，该电路输出电流基本不受影响，非常适合远距离测温。 温度测量的最新进展 ● 研制适应各种工业应用的测温元件和温度传感器。 铂薄膜温度传感器膜厚1μm，可置于极小的测量空间，作温度场分布测量，响应时间不超过1ms，偶丝最小直径25μm，热偶体积小于1×10-4mm3，质量小于1μg。 多色比色温度传感器能实时求出被测物体发射率的近似值，提高辐射测温的精
各种温度传感器分类及其原理.
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端 或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电 动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T
温度传感器温度特性测试与研究(FB810型恒温控制温度传感器实验仪) 实 验 讲 义 杭州精科仪器有限公司
一、集成电路温度传感器的特性测量及应用 随着科技的发展，各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现，并大批量生产和扩大应用。这类集成电路测温器件有以下几个优点：（1）温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系；（2）不像热电偶那样需要参考点；（3）抗干扰能力强；（4）互换性好，使用简单方便。因此，这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。本实验要求测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系，熟悉该传感器的基本特性，并采用非平衡电桥法，组装成为一台C 50~0?数字式温度计。 【实验原理】 590AD 集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。该器件的两端当加有某一定直流工作电压时（一般工作电压可在V 20~5.4范围内），它的输出电流与温度满足如下关系： A t B I +?= 式中，I 为其输出电流，单位:A μ，t 为摄氏温度，B 为斜率,一般590AD 的1)C (A 1B -?μ=,即如果该温度传感器的温度升高或降低C 1?，那传感器的输出电流增加或减少A 1μ，A 为摄氏零度时的电流值，其值恰好与冰点的热力学温度K 273相对应。（对市售一般590AD ， A 278~273A μ=略有差异。）利用590AD 集成电路温度传感器的上述特性，可以制成各种用途的温度计。采用非平衡电桥线路，可以制作一台数字式摄氏温度计，即590AD 器件在C 0?时，数字电压显示值为“0”，而当590AD 器件处于C t ?时，数字电压表显示值为“t ”。 【实验仪器】 810FB 型恒温控制温度传感器 实验仪，如右图所示： 大烧杯、加热器、冰瓶、各种温 度传感器等。 【实验内容】 一．590AD 的测试方法： 1．590AD 为两端式集成电路温 度传感器，它的管脚引出端有两 个，如图1所示：序号1接电源 正端+U （红色引线）。序号2 接电源负端-U (黑色引线)。至 于序号3连接外壳，它可以接地，有时也可以不用。590AD 工作电压V 30~4，通常工作电压V 15~6，但不能小于V 4，小于V 4出现非线性。
APPLICATIONS Temperature test in all kinds of air-condition,refrigerator,water boiler,microwave oven. PART NUMBERING FEATURES High precision and high stability Quick temperature response Resistant to heat shock Moisture resistant Excellent quality and high stability Guang Dong Fenghua Advanced Technology (Holding)Co.,LTD.code NTC NTC temperature sensors code 25 Rated zero-power resistance R unit: The first two are significant figure of resistance and the third one expresses number of following zeros 25 FH -CWF XXX X XXXX X X /XXXX X % Tolerance of R % 25 B B value Code B %Tolerance of B value % B B value Temperature Code Length of the sensor unit:mm Termination shape code NTC NTC THERMISTOR TEMPERATURE SENSORS
温度传感器报告
温度传感器是指能感受温度并能转换成可用输出信号的传感器。温度是和人类生活环境有着密切关系的一个物理量，是工业过程三大参量（流量、压力、温度）之一，也是国际单位制（SI）中七个基本物理量之一。温度测量是一个经典而又古老的话题，很久以来，这方面己有多种测温元件和传感器得到普及，但是直到今天，为了适应各工业部门、科学研究、医疗、家用电器等方面的广泛要求，仍在不断研发新型测温元件和传感器、新的测温方法、新的测温材料、新的市场应用。要准确地测量温度也非易事，如测温元件选择不当、测量方法不宜，均不能得到满意结果。 据有关部门统计，2009年我国传感器的销售额为327亿元人民币，其中温度传感器占整个传感器市场的14％，主要应用于通信电子产品、家用电器、楼宇自动化、医疗设备、仪器仪表、汽车电子等领域。 温度传感器的特点 作为一个理想的温度传感器，应该具备以下要求：测量范围广、精度高、可靠性好、时漂小、重量轻、响应快、价格低、能批量生产等。但同时满足上述条件的温度传感器是不存在的，应根据应用现场灵活使用各种温度传感器。这是因为不同的温度传感器具有不同的特点。 ● 不同的温度传感器测量范围和特点是不同的。 几种重要类型的温度传感器的温度测量范围和特点，如表1所示。 ● 测温的准确度与测量方法有关。 根据温度传感器的使用方法，通常分为接触测量和非接触测量两类，两种测量方法的特点如 ● 不同的测温元件应采用不同的测量电路。 通常采用的测量电路有三种。“电阻式测温元件测量电路”，该测量电路要考虑消除非线性误差和热电阻导线对测量准确度的影响。“电势型测温元件测量电路”，该电路需考虑线性化和冷端补偿，信号处理电路较热电阻的复杂。“电流型测温元件测量电路”，半导体集成温度传感器是最典型的电流型温度测量元件，当电源电压变化、外接导线变化时，该电路输出电流基本不受影响，非常适合远距离测温。 温度测量的最新进展 ● 研制适应各种工业应用的测温元件和温度传感器。 铂薄膜温度传感器膜厚1μm，可置于极小的测量空间，作温度场分布测量，响应时间不超过1ms，偶丝最小直径25μm，热偶体积小于1×10-4mm3，质量小于1μg。 多色比色温度传感器能实时求出被测物体发射率的近似值，提高辐射测温的精
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量 (取决于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T 的微分热电势为热电势率, 又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度差。 2. 热电偶的种类
第12期?传感器技术? 半导体温度传感器及其芯片集成技术* 林凡,吴孙桃。郭东辉 (厦门大学,福建厦门 361005 摘要:半导体温度传感器是利用集成电路的工艺技术,将硅基半导体的温度敏感元件与外围电路集成在同一芯片上,与传统类型的温度传感器比较,具有灵敏度高、线性好、体积小、功耗低、易于集成等优点。分别介绍了双极型工艺和 CMOS工艺下的半导体温度传感器的基本设计原理,并具体提出一种CMOS型集成温度传感器设计电路。此外,还介绍了半导体温度传感器的芯片集成技术,并总结了Ic设计中出现的关键技术问题与解决方法。 关键词:半导体温度传感器;集成电路;单片系统 中图分类号:TN212.11文献标识码:A 文章编号:1002—1841(200312—0001—02 Semiconductor Temperature Sensor and its SoC Tedmology LIN Fan,、vU Sum-tao,GUO Dong-hui (Xiamen University,Xiamen 361005,China Abstract:Using IC technology,Semiconductor temperature鸵nsor caIl realize the in 嘧tion of sensing and di西tal processing func? tions on the班llne chip.G砌1删with otller traditional temperature se删娜,it has the advantages of 800d sensitivity,lineatrity,low power consumption,etc.Introducing the basic desi伊principles of semiconductor
ntc温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。我们在选购ntc温度传感器的时候需要通过多个方面来考虑，如果选购的ntc温度传感器不合适在使用的时候很容易造成一定的损坏。那么我们具体要怎样选用呢？下面就让艾驰商城小编对选择ntc温度传感器的注意事项来一一为大家做介绍吧。 一是要根据应用的工作温度范围不同来选材.ntc温度传感器作为测温用的敏感元器件。根据其工作温度范围的不同来选择不同的材质至关重要。传感器一般由感温头（金属外壳或塑胶外壳），线材，端子及连接器，环氧树脂或其他填充材料等组成。要根据不同的工作环境温度来选择不同的材质。如：工作温度在105度以内的，我们会选用耐温105度pvc线，工作温度到125度的，我们会选用耐温125度左右的辐照线，温度高达200度时，我们会选用铁氟龙线或硅胶线。 二是要根据工作场合所要求测温的精度来选型。精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以。决定ntc温度传感器精度的有两个因素：一是热敏电阻本身的误差。热敏电阻的阻值误差，b值误差越小，测量精度越高。二是传感器的感温头与测温对象的接触方式。直接接触的比间接接触的测量精度要高。另因ntc热敏电阻的r-t曲线是非线性的。它不可能保证在很宽的工作温度范围内的精度都是一样的。因此，要想得到较高的测量精度。选定工作场合的中心工作温度点（一般中心工作温度点精度最高，根据r-t曲线的离散性，离中心工作温点越远的温度点，精度误差会逐渐加大）。如：用于测人体体温的传感器，一般会选择37度左右作为中心工作温度点。 三是要根据所使用的工作场合所要求的灵敏度来选型。不同的应用场合要求ntc温度传感器的响应速度快慢不一。而不同的材料有不同的导热系数。. 影响ntc温度传感器响应速度的有几个因素：，一是热敏电阻芯片的热时间常数。热时间常数小的，响应速度快。二是感温头外壳材质的导热系数，。导热系数高的材料热传导性能优良。三是感温头尺寸的大小，感温头尺寸小的，热传导时间会相应短，反应速度会快一点。四是感温头内部填充的导热胶。感温头内填充了导热系数高的导热硅脂的会比没填充\填充了导热系数低的导热硅脂反应速度快。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/4811674158.html,/
实验九温度传感器设计 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。其中，敏感元件用于感知被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量；转换元件将敏感元件的输出量转换成电路参量；转换电路将上述电路参量转换成电学量进行输出。 物理学中的温度用以表征物体的冷热程度。而温度在具体的计量时，一般需要通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。温度传感器就是将温度信息转换成易于传递和处理的电信号的传感器。 在科技日新月异的今天，温度传感器的应用尤其广泛。在工业方面，温度传感器可应用于各种对温度有要求的产业，如金属冶炼，用于控制加热熔炉的温度以及冷却金属；航天领域，用于检测顶流罩、航天服等的耐热及耐寒程度等。在化学方面，关于对温度有严格要求的化学反应，需要高精度的温度传感器帮助控制反应过程中的特定温度。在农业方面，温度传感器可以应用在温室培养的温度控制，对于农作物新品种开发及温室栽培起着重要作用。在军事方面，可应用温度传感器对热源进行探测，起到侦查作用。在医疗方面，温度传感器可用于体温探热器等探测体温的仪器。 【实验目的】 1、了解Pt100铂电阻、Cu50铜电阻的温度特性及其测温原理。 2、学习运用不同的温度传感器设计测温电路。 【实验原理】 热电阻传感器是利用导体的电阻随温度变化的特性，对温度和温度有关的参数进行检测的装置。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。大多数热电阻在温度升高1℃时电阻值将增加0.4% ~ 0.6%。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在也逐渐采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。能够用于制作热电阻的金属材料必须具备以下特性：（1）电阻温度系数要尽可能大和稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系；（2）电阻率高，热容量小，反应速度快；（3）材料的复现性和工艺性好，价格低；（4）在测量范围内物理和化学性质稳定。 1、Pt100铂电阻的测温原理 金属铂具有电阻温度系数大，感应灵敏；电阻率高，元件尺寸小；电阻值随温度变化基本呈线性关系；在测温范围内，物理、化学性能稳定，长期复现性好，测量精度高，是目前公认制造热电阻的最好材料。但铂在高温下，易受还原性介质的污染，使铂丝变脆并改变电阻与温度之间的线性关系，因此使用时应装在保护套管中。利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200～650℃）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，
NTC温度传感器及其他温度传感器的测量 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。 表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 ? 这些数据是对热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050KΩ。 ? 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。 虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： ? 这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参
常用温度传感器的对比分析及选择 大致的要点： 1．温度传感器概述：应用领域，重要性； 2．四种主要的温度传感器类型的横向比较 3．热电偶传感器 4．热电阻传感器 5．热敏电阻传感器 6．集成电路温度传感器以及典型产品举例 7．温度传感器的正确选择及应用 在各种各样的测量技术中，温度的测量可能是最为常见的一种，因为任何的应用领域，掌握温度的确切数值，了解温度与实际状态之间的差异等，都具有极为重要的意义。就以测量为例，在力的测量，压力，流量，位置及电平高低等测量的过程中，为了提高测量精度，通常都会要求对温度进行监视，如压力或力的测量，往往是使用惠斯登电阻电桥，但组成电桥的电阻随温度变化引起的误差，往往会大大超过待测力引起的电阻值变化，如不对温度进行监控并据此校正测量结果，则测量完全不可能进行或者毫无效果。其他参数测量也有类似问题，可以说，各种的物理量都是温度的函数，要得到精确的测定结果，必须针对温度的变化，作出精确的校正。本文就是帮助读者针对特定的用途，选择最为合适的温度传感器，并进行精确的温度测量。 工业上常用的温度传感器有四类：即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器；每一类温度传感器有自己独特的温度测量范围，有自己适用的温度环境；没有一种温度传感器可以通用于所有的用途：热电偶的可测温度范围最宽，而热电阻的测量线性度最优，热敏电阻的测量精度最高。表1是四类传感器的各自独特的性能特性及相互比较。表2是四类传感器的典型应用领域。
热电偶--通用而经济 热电偶由二根不同的金属线材，将它们一端焊接在一起构成，如图1所示；参考端温度（也称冷补偿端）用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差；而两种不同金属的焊接端放置于需要测量温度的目标上。 两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压，电压数值是所有联接端温度的函数，热电偶无需电压或电流激励。实际应用时，如果试图提供电压或电流激励反而会将误差引进系统。 鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端，其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现；如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属，通常是铜，那末事情真会简单至此。 但热电偶需与另外一种金属联接这一事实，实际上又建立了新的一对热电偶，在系统中引入了极大的误差，消除此误差的唯一办法是检测参考端的温度（参见图1），以硬件或硬件-软件相结合的方式将这一联接所贡献的误差减掉，纯硬件消除技术由于线性化校正的因素，比软件-硬件相结合技术受限制更大。一般情况下，参考端温度的精确检测用热电阻RTD，热敏电阻或是集成电路温度传感器进行。原则上说，热电偶可由任意的两种不同金属构建而成，但在实践中，构成热电偶的两种金属组合已经标准化，因为标准组合的线性度及所产生的电压与温度的关系更趋理想。 表3与图2是常用的热电偶E,J,T,K,N,S,B R的特性。
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
压力传感器、温度传感器在医疗行业中的应用 随着医疗器械市场的发展，对其配套的传感器也提出了更高的要求。医疗行业中应用较多的传感器当属温度和压力传感器。国产的医疗器械同国外相比仍有一定的差距，除了在制造技术方面相差外，传感器的性能也是一方面。现在的高端医疗器械对其配套的传感器都有很高性能要求，比如在精度、可靠性、稳定性和体积方面，都需要相应的提高。下面简单说下压力传感器在微创导管及消融手术和温度传感器在测量体温方面的应用。 现代微创外科手术不仅可以减小了手术部位的创伤，而且很大程度上减轻了患者的痛苦，恢复过程也很快。之所以能够达到这样的要求，除了跟医生手术经验丰富外，还与各种医疗监测设备有关。现在很多用于这方面手术的医疗器材都是微小型化，象各种导管和消融器材。这些导管包括热稀释导管、尿道管、食道导管、中心静脉导管和颅内压力导管等，它们除了具有导通功能外，导管上面的温度或者压力传感器，还为患者的病理检测和微创手术顺利提供重要的保障。 由于上述导管和手术过程中产生的创口小，一般很难直接观察其特点，但温度和压力参数又是其手术成功的关键参数，因此必须依靠安装在前端的温度和压力传感器。这些传感器不仅体积要小，精度和可靠性还需非常高，不然会对手术产生负面影响。 医疗方面传统的用来测量患者体温的都用水银温度计，这种温度计具有反应时间慢，精度不高的缺点。现在，很多大型医院都采用电子式体温计，这种温度传感器测量时间短、测量精度高、读数方便，并且还具有记忆功能，在临床上使用方面，性能突出。它通常由感温探头、信号处理单元、显示屏、电源四部分构成。感温探头是敏感部件，一般选用一个或几个高精度快速反应的热敏电阻，它直接关系到输出温度的准确性和响应速度；信号处理单元内部有加热和预测两种算法。加热算法能快速缩短检测时间；预测算法是根据人体体温上升的趋势来预测目前的体温。这种温度传感器最快能在4S时间内读出人体的体温，比传统的水银体温计高出几个数量级，优势相当明显。 由此可以看出，医疗水平的高低不仅与医生临床经验有关，很大程度上还得依赖于医院配置的各种医疗检测设备和设备上的安装的传感器，这些传感器输出的参数对医生采取何种方式治疗起到主导作用。