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第三章温度传感器接口技术(2)半导体热电阻(热敏电阻)电阻值随温度变换而显著变化的一种半导体温度传感器。按其阻值随温度变化的特性可分为:1)负温度系数(NTC)热敏电阻;2)正温度系数(PTC)热敏电阻;3)临界温度系数(CTC)热敏电阻。2.金属热电阻温度传感器接口电路设计基本构成:1.激励电路;2.放大电路;3.滤波电路。(1)基本测温电路恒压激励恒流激励2V(2)三线式在电阻体的一端连接两根引出线,另一端连接一根引出线,此种引出线形式称为三线制。当热电阻和电桥配合使用时,这种引出线方式可以较好地消除引出线电阻的影响,提高测量精度。所以工业热电组多半采用这种方法。a)(b)3.热电阻温度传感器接口电路设计4.标定分度表3.2.热电偶温度传感器1.基本原理热电偶是目前应用广泛、发展比较完善的温度传感器,它在很多方面都具备了一种理想温度传感器的条件。特点:灵敏度高、测温范围宽(-271℃~2800℃);重复性好、性能稳定、抗老化性能好、准确可靠;结构简单、使用方便、反应速度快;。2.分类按热电偶材料分类:有廉金属、贵金属、难熔金属和非金属四大类。按用途和结构分类热电偶按照用途和结构分为普通工业用和专用两类。3.接口电路设计灵敏度为数十微伏/℃。注意电容器漏电流的影响。冷端补偿软件处理法3.3pn结温度传感器二极管、晶体管的各种特性与温度有很大关系,利用这种关系,可以制成温度传感器。1.温敏二极管考虑到温敏管的自热效应,工作电流不宜太大,通常选择入在10~100μA。串联恒压方式,比恒流源电路测量精度高。2.温敏晶体管3.3集成温度传感器分类:电流型、电压型和频率型电压型的灵敏度一般为10mV/K。μPC616A的测量范围是-40~+125℃,而μPC616C测量范围是-25~+85℃。具有10mV/K的温度系数,而且输出电压V0=(10mV/K)×T,T为绝对温度。1.1模拟集成温度传感器集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。电流型的灵敏度为1μA/K。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。测温范围为-55℃~+150℃。灵敏度为1μA/K.1.2模拟集成温度控制器模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器,典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二者的主要区别。3智能温度传感器智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(cpu)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。3.4使用集成温度传感器的温度控制系统3.6数字温度计电路第四章压力传感器接口技术2.压力敏感器件4.2压敏电桥的特性和补偿2.灵敏度的温漂及补偿3.非线性及补偿(1)限制所加压力的最大值(2)设计合理的接口电路。4.3集成压力传感器4.4压力传感器接口技术1.半导体压力传感器接口电路FPM-05型表压传感器,在大气压时,输出0V,1mmHg输出为10mV。2.压力变送器的传感器接口电路3.压力变换器电路4.袖珍式数字气压表电路设计实例设计要求:测量压力范围为0~1.72×104Pa。用10位的A/D转换器与计算机接门,A/D转换器的输入范围为0~5V。系统的静态精度为0.5%(25C时),动态精度土2.5%。温度范围为0~70C,电源电压12V。1.选择传感器的参数如下:(1)(2)(3)2.传感器温漂的处理3.选择电流源和仪表放大器第5章光