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智能溫度傳感器的發(fā)展的階段
發(fā)布時間:2021-10-26
智能溫度傳感器的發(fā)展的階段
溫度傳感器是早期開發(fā)的,廣泛使用的傳感器。從17世紀初伽利略發(fā)明溫濕度計以來,人們開始測量溫度,實際上,將溫度轉換為電信號的傳感器是1821年德國物理學家賽貝爾發(fā)明的熱電偶傳感器。
隨著技術的發(fā)展,對測量和自動化技術的要求越來越高,溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)的分裂塔溫度傳感器(包括敏感元件)、模擬集成溫度傳感器/控制器和智能溫度傳感器三個階段。目前,新型溫度傳感器正在從模擬發(fā)展到數(shù)字、從集成發(fā)展到智能化、網(wǎng)絡化。
一、分段垂直溫度傳感器
熱電偶傳感器是工業(yè)測量中使用最廣泛的溫度傳感器之一,是傳統(tǒng)的分立型傳感器。工作原理是物理學中的塞貝克效應,也就是說,在由兩條金屬導線組成的電路中,如果觸點保持不同的溫度,電路中就會產(chǎn)生與這個溫差相對應的電動勢。熱電偶結構簡單,使用溫度范圍廣,響應快,測量準確,重現(xiàn)性好,可以用微絲測量微區(qū)溫度,不需要電源。
二、集成溫度傳感器/控制器
(1)模擬集成溫度傳感器
集成傳感器是使用硅半導體集成工藝制造的,因此也稱為硅傳感器或單片機集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器于20世紀80年代推出,是將溫度傳感器集成到一個芯片中并執(zhí)行溫度測量和模擬信號輸出功能的專用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點是單一功能(只測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等,遠距離測溫、溫控、無需非線性校準、周邊電路簡單。是目前國內外應用最廣泛的集成傳感器。
(2)模擬集成溫度控制器
模擬集成溫度控制器主要由溫控開關、可編程溫度控制器組成。一些改進的集成溫度控制器還包括與智能溫度傳感器類似的A/D轉換器和固化程序。但是它本身是系統(tǒng)的,工作時不受微處理器的控制。這就是兩者的主要差別。
智能溫度傳感器(也稱為數(shù)字溫度傳感器)出現(xiàn)于20世紀90年代中期。是微電子技術、計算機技術和自動測試技術(ATE)的結晶。目前,國際上開發(fā)了多種智能溫度傳感器系列。智能溫度傳感器內部包括溫度傳感器、A/D轉換器、信號處理器、內存(或寄存器)和接口電路。一些產(chǎn)品還包括多路復用器、中央控制器(CPU)、隨機訪問內存(RAM)和只讀內存(ROM)。智能溫度傳感器具有為各種微控制器(MCU)輸出溫度數(shù)據(jù)和相關溫度控制量的功能。另外,基于硬件,通過軟件實現(xiàn)測試功能,智能化程度取決于軟件開發(fā)水平。
進入21世紀,智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性和安全性、虛擬傳感器和網(wǎng)絡傳感器開發(fā)、單個溫度測量系統(tǒng)開發(fā)等高科技方向快速發(fā)展。由于國家出臺的一系列有利于溫度傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策和措施,今后溫度傳感器行業(yè)將迎來巨大的發(fā)展機遇。