温度传感器(temperature transducer)是指能感触温度并转化成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度丈量外表的中心部分,品种繁多。按丈量方法可分为触摸式和非触摸式两大类,依照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
金属胀大原理规划的传感器
金属在环境温度改动后会发生一个相应的延伸,因而传感器能够以不同方法对这种反响进行信号转化。
双金属片式传感器
双金属片由两片不同胀大系数的金属贴在一同而组成,跟着温度改动,资料A比别的一种金属胀大程度要高,引起金属片曲折。曲折的曲率能够转化成一个输出信号。
双金属杆和金属管传感器
跟着温度升高,金属管(资料A)长度添加,而不胀大钢杆(金属B)的长度并不添加,这样因为方位的改动,金属管的线性胀大就能够进行传递。反过来,这种线性胀大能够转化成一个输出信号。
液体和气体的变形曲线规划的传感器
在温度改动时,液体和气体同样会相应发生体积的改动。
多种类型的结构能够把这种胀大的改动转化成方位的改动,这样发生方位的改动输出(电位计、感应误差、挡流板等等)。
PN结温度传感器是使用二极管、三极管PN结的正向压降随温度改动的特性而制成的温度灵敏器材,在低温丈量方面,它有体积小、呼应快、线性好和使用方便等长处,所以在电子电路中的过热和过载维护、工业自动操控范畴的温度操控和医疗卫生的温度丈量等方面有着较广泛的使用。 在实践温度检测使用电路规划中,二极管或三极管的合理挑选、详细测温规模以及外围电路的有用匹配都是十分必要的。
作业原理
PN结的电流-电压方程为:
式中:为流过PN结的正向电流,为PN结正导游通压降, K为玻耳兹曼常数;Q 为电子电荷量常数;为绝对温度。 通过改换后可得:
因为K、为常数,明显当流过PN结的正向电流为恒值时,其正向压降与温度T成正比例联系,这样就能够把环境中温度的改动转化为PN结正向压降的改动。 PN结温度传感器便是使用这种特性制成的温度灵敏器材的。 电路图如下:
当温度改动就会引起三极管pn结电压改动,并且呈现出近似线性的联系,只需测得电压的改动就能计算出温度的数值。