温度传感器 土壤湿度传感器

温度传感器是利用物质的各种物理性质随温度变化的规律,将温度转化为电能的传感器。温度传感器是温度测量仪器的核心部分,种类繁多。按测量方法可分为接触式和非接触式,按传感器材料和电子元件的特性可分为热电阻和热电偶。

设计中最常用的温度传感器有热电偶传感器、热敏电阻传感器、铂电阻传感器(RTD)和集成(IC)温度传感器。下图给出了有代表性的实物照片。

温度传感器 土壤湿度传感器

1.热电偶传感器

热电偶测温的基本原理是两种不同成分的材料导体形成一个闭合回路。当两端有温度梯度时,回路中就会有电流,两端之间就会有电动势——热电动势。从这个原理我们可以知道,热电偶的一个优点就是不需要外接电源。

另外,热电偶的优点是温度范围宽,价格低,能适应各种大气环境,但缺点是测量精度低,不适合在高精度测量和应用中使用热电偶。

两种不同元件的热电偶材料连接是标准的,根据使用材料的不同分为K型热电偶、S型热电偶、E型热电偶、N型热电偶、J型热电偶等等。

2.热敏电阻传感器

热敏电阻是一种敏感元件,其电阻值会随着温度的变化而变化。

根据温度系数不同,可分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。正温度系数热敏电阻(PTC)在较高温度下具有较高的电阻,而负温度系数热敏电阻(NTC)在较高温度下具有较低的电阻。它们属于半导体器件,广泛用于各种电子元件。

热敏电阻通常能在有限的温度范围内达到很高的精度,通常是-90℃到130℃。

3.铂电阻传感器

铂电阻又称铂热电阻,其阻值会随着温度的变化而变化。而铂电阻的阻值会随着温度的升高而有规律的增大。

铂电阻可分为PT100、PT1000等系列产品。PT100表示其电阻在0℃时为100欧姆,PT1000表示其电阻在0℃时为1000欧姆。

铂电阻具有抗振动、稳定性好、精度高、耐高压等优点,广泛应用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、电阻计算等高精度温度设备中。

4.集成(IC)温度传感器

集成(IC)温度传感器是将温度传感器集成在一个芯片上,能够完成温度测量和信号输出功能的专用集成电路。

集成(IC)温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、温度误差小、价格低、响应快、传输距离远、体积小、功耗低等。适用于远距离温度测控,无需非线性校准,电路简单。

集成(IC)温度传感器根据输出信号的类型可分为模拟集成温度传感器(LM35)和数字集成温度传感器(DS18b20)。

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