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集成温度传感器,常见温度传感器及优缺点(新一代“节电王”MEMS传感器面市)

百科 2026-02-11 13:57:10 投稿 阅读:8646次

关于【集成温度传感器】:集成温度传感器(常见温度传感器及优缺点),今天涌涌小编给您分享一下,如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。

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1、集成温度传感器(常见温度传感器及优缺点)

集成温度传感器(常见温度传感器及优缺点)集成温度传感器(常见的温度传感器及其优缺点)。

///专业行业工业传感测量负责人编号///

/前言/

无论传感器类型如何,所有温度传感器都应考虑以下四个因素:

对被测介质没有影响。

无论你测量什么,最重要的是保证测量设备本身不会影响被测介质。这在测量接触温度时尤为重要。选择正确的传感器尺寸和导线配置是一个重要的设计考虑因素&减少“杆效应”和其他测量误差。

非常准确

在对介质的影响降到最低后,如何准确测量介质就变得非常重要。精度涉及传感器的基本特性、测量精度等。如果问题与“罗德效应”有关,无论传感器有多精确,都无济于事。

立即响应(大多数情况下)

响应时间受传感器组件质量的影响,也受一些电线的影响。一般来说,传感器越小,响应越快。

输出易于调节。

使用微处理器后,非线性输出可以更容易地调节,因此传感器输出的信号调节问题较少。

/传感器的特性分析/

上述主要类型的传感器的基本工作原理各不相同,各有特点:

温度范围

每个传感器的温度范围也不同。热电偶系列具有最宽的温度范围,跨越多种热电偶类型。

精确

精度取决于传感器的基本特性。所有传感器类型的精度不同,但铂元件和热敏电阻的精度最高。一般来说,准确度越高,价格越高。

长期稳定性

这是由传感器精度随时间的一致性决定的。稳定性由传感器的基本物理特性决定。高温通常会降低稳定性。而铂玻璃封装的绕线热敏电阻是最稳定的传感器。而热电偶和半导体的稳定性最差。

输出变化

传感器输出因类型而异。热敏电阻的电阻变化与温度成反比,因此具有负温度系数(NTC)。铂等金属具有正温度系数(PTC)。热电偶的千伏输出较低,会随着温度的变化而变化。半导体通常可以通过各种数字信号输出进行调节。

线性

线性定义了传感器输出在一定温度范围内均匀变化的条件。热敏电阻是指数非线性的,低温下的灵敏度比高温下高得多。随着微处理器在传感器信号调理电路中的应用越来越多,传感器的线性问题越来越少。

或者当前。

通电后,热敏电阻和铂元件都需要恒定的电压或电流。功率调节对于控制热敏电阻或铂RTD自动加热非常重要。电流调节对半导体来说不太重要。热电偶产生电压输出。

响应时间

也就是说,传感器指示温度的速度取决于传感器元件的尺寸和质量(假设没有使用预测方法)。半导体的响应速度最慢,卷绕铂元件的响应速度第二慢。铂膜、热敏电阻和热电偶采用小型封装,因此它们具有高速选项。玻璃珠是最快的热敏电阻配置。

误差偏差

使用热电偶时,可能导致温度指示不正确的电噪声是一个主要问题。在某些情况下,电阻极高的热敏电阻可能是一个问题。

导线可能会导致热敏电阻或RTDS电阻等电阻器件出现错误偏差。这种效果在使用低电阻设备(如100铂元器件)或低电阻热敏电阻时会更加明显。对于铂金组件,使用三线或四线配置来消除此问题。对于热敏电阻,这种影响通常通过增加电阻值来消除。热电偶必须使用与电线相同材料的延长线和连接器,否则可能会导致错误。

性价比

虽然热电偶是最便宜、应用最广泛的传感器,但NTC热敏电阻往往性价比最高。

/传感器优缺点对比/

热电偶传感器

热电偶传感器是一种自发电传感器,无需外接电源,直接将测量数据转换为电位输出,使用非常方便。温度测量范围宽:-270℃ ~ 2500℃,具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小、输出信号远程传输方便等优点。

热电偶的缺点是灵敏度低,易受环境信号干扰,受前置放大器温漂影响,不适合测量微小的温度变化。

热电偶传感器的灵敏度与材料的厚度无关,极细的材料也可以作为温度传感器。由于制作热电偶的金属材料具有良好的延展性,这种微小的测温元件具有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程。

(赫斯曼接线型集成温度传感器)

对于一般工业应用,为了保护温度传感元件免受腐蚀和磨损,它们总是安装在厚厚的护套中,这使得外观看起来很愚蠢,对温度的响应很慢。使用热电偶时,必须消除环境温度对测量的影响。有的把它的自由端放在恒温场中,有的用冷端补偿来抵消这种影响。当测量点离仪器较远时,也需要使用补偿导线。

因此,在选择热电偶时应考虑以下因素:1。待测温度范围;2.要求的响应时间;3.连接点类型;4.热电偶或护套材料的耐化学腐蚀性;5.抗磨损或抗振动能力;6.安装和限制要求等。

热敏电阻

热敏电阻(即“热敏电阻”)是一种高精度、经济的温度测量传感器。根据温度系数,可分为NTC(负温度系数)和PTC(正温度系数)。NTC热敏电阻通常用于温度测量。

主要优点是:灵敏度:热敏电阻可以随着非常小的温度变化而变化。精度:热敏电阻可以提供很高的绝对精度和误差。成本:对于热敏电阻的高性能,其性价比非常高。坚固性:热敏电阻的结构使其非常坚固。灵活性:热敏电阻可以以多种物理形式配置,包括微型封装。密封:玻璃封装为其提供了一个密封的封装,以避免传感器因潮湿而失效。表面安装:可提供各种尺寸和电阻公差。

(赫斯曼显示器集成温度传感器)

在热敏电阻的缺点中,只有自动加热通常是一个设计考虑因素。必须采取适当的措施将感应电流限制在足够低的值,以便将自动加热误差降低到可接受的值。如果热敏电阻暴露在高温下,会造成永久性损坏。

非线性问题可以用软件或电路解决,会引起故障的潮湿问题可以用玻璃封装解决。

温度检测器(RTD)

RTD通常由铂、铜或镍制成,温度系数大,随温度变化响应快,能抵抗热疲劳,易于加工制造成精密线圈。特别是当由铂和其他金属制成时,RTD非常稳定,不受腐蚀或氧化的影响。RTD测温的原理是纯金属或某些合金的电阻随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。电阻与温度变化的关系最好是线性的,温度系数(定义为单位温度引起的电阻变化)越大越好,应能抵抗热疲劳,对温度变化响应灵敏。目前只有少数金属能满足这一要求。

(LLWD集成温度传感器)

RTD还相对防止电气噪声,因此非常适合工业环境中的温度测量,尤其是电动机、发电机等高压设备周围。RTD是目前最精确、最稳定的温度传感器。其线性度优于热电偶和热敏电阻。然而,RTD也是一个昂贵的温度传感器,响应速度慢。因此,RTD最适合对精度有严格要求,但速度和价格并不重要的应用。

集成电路温度传感器包括模拟输出和数字输出。集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差低、价格低廉、响应速度快、传输距离远、体积小、功耗低等。适用于远距离温度测量和控制测量,无需非线性校准,外围电路简单。(LL-WS62外挂式温湿度传感器)数字温度传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,智能温度传感器的种类很多,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。一些产品还具有多路复用器、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可以输出温度数据和相关的温度控制量,适应各种微控制器(MCU)。此外,它在硬件的基础上通过软件实现测试功能,其智能性和协调性也取决于软件的开发水平。(SBWZPK-230B防爆温度传感器)IC温度传感器有很多优点,包括:功耗低;可提供小包装产品(部分尺寸小到0.8毫米0.8毫米);在某些应用中,还可以实现低器件成本。此外,由于集成电路传感器在生产测试期间已经过校准,因此不需要进一步校准。缺点是温度范围非常有限,存在同样的自发热、不稳定和需要外接电源的问题。总之,温度IC提供了一种与温度成正比的可读读取方法,价格便宜但受配置和速度限制。数字输出集成电路温度传感器响应速度慢,而模拟输出集成电路温度传感器的线性度很高。

2、新一代“节电王”MEMS传感器面市,创新应用想象力大挑战开启

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从1987年发布第一颗MEMS器件至今,

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ADXL362这款堪称“节电王”的产品,十年后终于退居节电江湖“二号”地位--功耗改善两倍的全新一代超低功耗MEMS加速度计ADXL367在前不久发布,同时噪声性能提高了30%以上!

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1. 如果用CR 2032 纽扣电池对ADXL367供电,在低功耗模式下,请猜一猜可以持续供电_____年?

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1. ADXL367在监测模式下的电流消耗甚至低于电池自放电

2. ADXL367在低功耗模式下电流为0.88μA

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“节电”的天花板是……

不用电池——

拿个蔬菜或水果就能用ADXL367检测运动了!在100kΩ负载下“土豆电池”可以提供大几千nW的功率,即使在低噪声的情况下,ADXL367的功耗也在2000nW以内。

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01

低功耗之外

请记住 ADXL367 的这些性能“标签”

低功耗是ADXL367的显著标签,但不是全部:

-与ADXL362相比,ADXL367面积减少47%,高度降低20%,尺寸2.2×2.3mm;

-与ADXL362相比,ADXL367数字分辨率也是由12位提高到了14位

-与ADXL362相比,ADXL367供电电压可以低到1.1V(ADXL362为1.6V);

-ADXL367在噪声密度上也有非常大的改观,尤其是在超低功耗的模式下,目前XYZ三个轴都做到了375µg/√Hz的噪声密度水平;

……

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02

更多功能集成

让应用落地更简单

ADXL367内部依然集成了温度传感器,集成了自测(self test)的功能——从机械部分开始,ADI发出自检的指令是要保证机械部分是能正常的运行的,再通过电路把这个信息传递到内部寄存器,告诉系统自测是否正常,而不是简单的握手信号。

ADXL367集成了单击、双击的检测等更智能化的功能,对于助听器、TWS耳机等应用非常重要,用户不需要再做算法分析来判断输出波形是不是一个单击或者是不是一个双击,充分降低用户处理器的复杂。

ADXL367不仅支持SPI接口,同时还支持I2C,这是由于ADI充分考虑了用户的需求,实现了用户希望支持更多传感器连接的愿望,也做到了业界超低功耗的水平。

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彩蛋来啦——

新一代“节电王”ADXL367应用场景大猜想

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