手機端|
  • 手機版

  • Android APP

  • 微信公眾號

您好,歡迎來到維庫電子市場網  登錄 | 免費注冊

詳解線性溫度傳感器大的工作原理及應用

出處:EEFOCUS 發布于:2019-05-16 14:25:08 | 220 次閱讀

  線性溫度傳感器是線性化輸出負溫度系數(簡稱ntc)熱敏元件,它實際上是一種線性溫度-電壓轉換元件,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,實現了非電量到電量線性轉換。
  線性ntc溫度傳感器的主要特點就是工作溫度范圍內溫度-電壓關系為一直線,這二次開發測溫、控溫電路設計,將無須線性化處理,就可以完成測溫或控溫電路設計,簡化儀表設計和調試。
  延長線選用應遵循的原則:
  一般-200~+20℃、-50~+100℃宜選用普通雙膠線;100~200℃范圍內應選用高溫線。


  基準電壓的含義:
  基準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。實際上就是0點電壓。其表示符號為v(0),該值出廠時標定,傳感器溫度系數s相同,則知道基準電壓值v(0),即可求知任何溫度點上傳感器電壓值,而不必對傳感器進行分度。其計算公式為:
  v(t)=v(0)+s×t
  示例:如基準電壓v(0)=700mv;溫度系數s=-2mv/℃,則50℃時,傳感器輸出電壓v(50)=700-2×50=600(mv)。這一點正是線性溫度傳感器優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定:
  就總而言,測溫范圍可-200~+200℃之間,但考慮實際需要,一般無須如此寬溫度范圍,規定三個不同區段,以適應不同封裝設計,同時延長線選用上亦有所不同。而溫度補償專用線性熱敏元件,則只設定工作溫度范圍為-40℃~+80℃。完全可以滿足一般電路溫度補償之用。
  溫度系數s的含義:
  溫度系數s是指規定工作條件下,傳感器輸出電壓值變化與溫度變化比值,即溫度每變化1℃傳感器輸出電壓變化之值: s=△v/△t(mv/℃)。
  溫度系數是線性溫度傳感器做為溫度測量元件物理基礎,其作用與熱敏電阻b值相似,這個參數整個工作溫度范圍內是同一值,即-2mv/℃,各種型號傳感器也是同一值,這一點傳統熱敏電阻溫度傳感器是無可比擬。
  互換精度這一參數的意義:
  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曲線與該直線最大偏差,這個偏差通常按傳感器溫度-電壓轉換系數s折合成溫度來表示。傳感器輸出線性化及溫度-電壓轉換系數相同,即測溫范圍內全程互換,互換精度表示了基準電壓值離散程度,即用基準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:i級互換偏差不大于0.3℃;j級不大于0.5℃;k級不大于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,實際上也就是傳感器輸出電壓工作溫度范圍內相理想擬合直線最大偏差。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),儀表設計就越簡單,儀表輸入級完全不必采用線性化處理。
  線性溫度傳感器是規范化輸出的原因:
  所謂規范化輸出,就是0℃溫度點上傳感器規定工作條件下,輸出電壓值僅限于某一小范圍內,不互換,其基準電壓值僅限定690-710mv之間,這樣電路設計時,易于宏觀上把握傳感器輸出情況,橋路設計溫度補償,690-710mv之間考慮,調試中稍加調整即可。而不象普通熱敏電阻型號不同,其阻值同,針對不同型號,需進行不同設計計算。線性溫度傳感器規范化輸出,可以使儀表電路實現規范化設計。
  實際使用溫度傳感器是否一定要采用恒流源供電分析:
  一般情況下是不必要,橋路恒壓供電完全可以(參見16項傳感器信號處理電路)。這是100μa左右電流條件下,傳感器溫度-電壓轉換系數變化量很小,可以給一個實測數量級概念:
  100μa時 s=-2mv/℃
  40μa 時 s=-2.1mv/℃
  1000μa時s=-1.9mv/℃
  而實際橋路恒壓供電時,其電流變化不會有如此大幅度。
  恒壓供電時,傳感器負載電阻值確定準則:
  恒壓供電時,負載電阻接電源與傳感器正極之間,信號從傳感器正極與負極之間輸出,設計電阻值r時,以0c時使傳感器工作電流為100μa即可。如傳感器基準電壓為v(0)(mv),恒壓源為vdd(mv),則r=(vdd-v(0))(mv)/0.1(ma)。計算出電阻值r,實際電阻沒有這種阻值,可就近阻值選用,對測溫精度沒有影響。
  線性溫度補償元件做為電路溫度補償的優越性:
  這主要考慮熱敏元件輸出規范化及溫度系數一致性,便于設計。另外,溫度系數與晶體管電路中晶體管基、射極電壓溫度系數相同,做為穩定晶體管電路工作點基極偏流元件是非常合適。而將幾只元件串聯使用,可以并聯電位器方式,電位器調節出不同溫度系數,以實現精確溫度補償作用(參見圖3)。這種溫度系數可調補償元件,無須繁雜設計,對元件工作電流也無嚴格要求,這也是這種線性熱敏元件用于溫度補償一大優點。
  民品級與工業級使用中的差異:
  主互換精度不同,單臺儀表進行大批量群測應用場合,且測試精度要求較高工業環境,建議使用工業級;而一臺表僅用一支傳感器批量大可靠性要求很高民用產品,建議使用民品級。
  傳感器信號處理電路:
  注:該橋路是r2將傳感器基準電壓值v(0)予以抵消,即調整r2上電壓等于傳感器基準電壓值,這樣使橋路輸出0c時為0v,然后按-2mv/c輸出到放大器或下一級電路。做為控溫電路設計,則r2上電壓輸出到比較器同相端,傳感器輸出接入比較器反相端,r2選取依控溫點電壓而定,可用公式計算v(t)=v(0)+s×t到,其中 v(0)是傳感器基準電壓值(出廠時給定),s為傳感器電壓溫度系數(出廠時給定),t 為控溫點溫度值。建議r2采用多圈電位器,對控溫點進行更準確設定。
  線性ntc溫度傳感器是否可取代熱敏電阻、熱電偶、及其它熱電阻分析:
  -200~+200c溫度范圍內完全可以取代,不須對原電路做重大改動,不用對傳感器做線性化處理,基準電壓值和電壓溫度系數這兩個參數就可以設計電路,這兩個參數出廠時廠家給予標定,對同一用戶,不同批次產品該參數不變。
  穩定性的含義:
  穩定性是指傳感器基準電壓值年漂移量,這個漂移量再按溫度-電壓轉換系數折合成溫度值,即穩定性=±△v/s/年。線性溫度傳感器穩定性為±0.05℃/年。這一參數描述了傳感器各種使用條件下保持原有特性能力。
  長線傳輸對傳感器信號是否有影響分析:
  應當說影響不大,一般情況下傳輸距離可達1000米以上。距離再遠,可以考慮將傳感器輸出信號當轉換成數字量,這樣可以方便實現更遠距離傳輸。

1次

版權與免責聲明

凡本網注明“出處:維庫電子市場網”的所有作品,版權均屬于維庫電子市場網,轉載請必須注明維庫電子市場網,http://www.cdcxhw.com,違反者本網將追究相關法律責任。

本網轉載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點或證實其內容的真實性,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品出處,并自負版權等法律責任。

如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。

彩名堂腾讯分分彩app 会泽县| 广西| 静安区| 西城区| 札达县| 手游| 九龙城区| 延安市| 新田县| 上林县| 桂东县| 桃园县| 竹山县| 元阳县| 富顺县| 雅安市| 斗六市| 德昌县| 忻州市| 白玉县| 彩票| 珠海市| 射阳县| 丰原市| 太湖县| 福贡县| 碌曲县| 睢宁县| 仁化县| 遂平县| 连云港市| 黄冈市| 益阳市| 遂平县| 泾阳县| 湟中县| 侯马市| 纳雍县|