電子體溫計(jì)是利用溫度傳感器輸出電信號,,直接輸出數(shù)字信號或者再將電流信號(模擬信號)轉(zhuǎn)換成能夠被內(nèi)部集成的電路識別的數(shù)字信號,,然后通過顯示器(如液晶,、數(shù)碼管、LED矩陣等)顯示以數(shù)字形式的溫度,,能記錄,、讀取被測溫度的最高值。
電子體溫計(jì)最核心的元件就是感知溫度的溫度傳感器,,而這種傳感器市面上使用的有多種,,今天我們一起來看下。
1.熱電阻傳感器
物質(zhì)的電阻率隨著溫度變化而變化的現(xiàn)象稱為熱電阻效應(yīng),。當(dāng)溫度變化時(shí)導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度而變化,,對金屬來說,溫度上升時(shí),,金屬的電阻值將增大,。這樣,在一定溫度范圍內(nèi),,我們可以通過測量敏感材料的電阻來確定被測的溫度,。根據(jù)熱電阻效應(yīng)制成的傳感器叫做熱電阻傳感器。熱電阻傳感器按電阻一溫度特性的不同可分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻兩大類,。一般把金屬熱電阻稱為熱電阻,,常用金屬材料制成,如鉑,、銅,、鎳等;而把半導(dǎo)體熱電阻稱為熱敏電阻,,可以是以半導(dǎo)體材料制成的陶瓷器件,如錳,、鎳,、鉆等金屬的氧化物與其它化合物按不同配比燒結(jié)而成。熱電阻的溫度系數(shù)一般為正值,。[1]
2.熱敏電阻傳感器
金屬的電阻值隨著溫度的升高而增大,,但半導(dǎo)體卻相反,它的電阻值隨著溫度的升高而急劇減小,,并呈現(xiàn)非線性。在溫度變化的同時(shí),,熱敏電阻的阻值變化約為鉑熱電阻的10倍,。通過測量熱敏電阻阻值的變化,便可以得知被測介質(zhì)的溫度變化,。
熱敏電阻具有體積小,、靈敏度高、反應(yīng)速度快,、分辨率高等優(yōu)點(diǎn),。典型的熱敏電阻的缺點(diǎn)是線性度低、穩(wěn)定性差,。[1]
3.熱電偶溫度傳感器
熱電偶測溫是基于“熱電動勢效應(yīng)”原理來完成的,。所謂熱電動勢效應(yīng)是指A、B兩種不同的導(dǎo)體組成閉合回路,,該閉合回路叫熱點(diǎn)回路,。若兩導(dǎo)體兩結(jié)點(diǎn)溫度不同,則在回路中有一定電流,,表明在回路中產(chǎn)生電動勢,。常用熱電偶由兩根不同的導(dǎo)線組成,他們的一段焊接在一起,,叫做“熱端”(通常為測量端),,放入到被測介質(zhì)中。不連接的兩個(gè)自由端叫做冷端(通常為參比端),。
熱電偶主要用于氣體,、蒸汽、液體等介質(zhì)的測量,,具有結(jié)構(gòu)簡單,、制作方便、測量范圍寬,、精度高,、熱慣性小等特點(diǎn),。熱電偶溫度傳感器缺點(diǎn)是靈敏度低,線性不好,,冷端需要溫度補(bǔ)償,。
4.集成溫度傳感器
集成溫度傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的,因此亦稱硅傳感器,。集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的,,它是將溫度傳感部分、放大電路,、驅(qū)動電路,、信號處理電路等集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能,。集成溫度傳感器與熱敏電阻等其它溫度傳感器相比具有靈敏度高,、線性度好、響應(yīng)速度快和良好的線性度和一致性等特點(diǎn),。同時(shí),,具有功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小,、價(jià)格低,、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn),、體積小,、微功耗等特點(diǎn),適合遠(yuǎn)距離測溫,、控溫,,不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn),外圍電路簡單,。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器,。隨著集成溫度傳感器生產(chǎn)成本的降低,它會在更多的領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用,。