溫度傳感器工作原理

溫度傳感器工作原理
金屬膨脹原理設(shè)計的傳感器
金屬在環(huán)境溫度變化后會產(chǎn)生一個相應(yīng)的延伸，因此傳感器可以以不同方式對這種反應(yīng)進行信號轉(zhuǎn)換。
雙金屬片式傳感器
雙金屬片由兩片不同膨脹系數(shù)的金屬貼在一起而組成，隨著溫度變化，材料A比另外一種金屬膨脹程度要高，引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。
雙金屬桿和金屬管傳感器
隨著溫度升高，金屬管（材料A）長度增加，而不膨脹鋼桿（金屬B）的長度并不增加，這樣由于位置的改變，金屬管的線性膨脹就可以進行傳遞。反過來，這種線性膨脹可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。
液體和氣體的變形曲線設(shè)計的傳感器
在溫度變化時，液體和氣體同樣會相應(yīng)產(chǎn)生體積的變化。
多種類型的結(jié)構(gòu)可以把這種膨脹的變化轉(zhuǎn)換成位置的變化，這樣產(chǎn)生位置的變化輸出（電位計、感應(yīng)偏差、擋流板等等）。
電阻傳感
金屬隨著溫度變化，其電阻值也發(fā)生變化。
對于不同金屬來說，溫度每變化一度，電阻值變化是不同的，而電阻值又可以直接作為輸出信號。
電阻共有兩種變化類型
正溫度系數(shù)
溫度升高 = 阻值增加
溫度降低 = 阻值減少
負(fù)溫度系數(shù)
溫度升高 = 阻值減少
溫度降低 = 阻值增加
熱電偶傳感
熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成，在末端焊接在一起。再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時，輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數(shù)值大約在5～40微伏/℃之間。
由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測量快速變化的過程。

數(shù)字溫度傳感器工作原理
開始供電時，數(shù)字溫度傳感器處于能量關(guān)閉狀態(tài)，供電之后用戶通過改變寄存器分辨率使其處于連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度模式或者單一轉(zhuǎn)換模式。在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，數(shù)字溫度傳感器連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度并將結(jié)果存于溫度寄存器中，讀溫度寄存器中的內(nèi)容不影響其溫度轉(zhuǎn)換;在單一轉(zhuǎn)換模式，數(shù)字溫度傳感器執(zhí)行一次溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存于溫度寄存器中，然后回到關(guān)閉模式，這種轉(zhuǎn)換模式適用于對溫度敏感的應(yīng)用場合。在應(yīng)用中，用戶可以通過程序設(shè)置分辨率寄存器來實現(xiàn)不同的溫度分辨率，其分辨率有8位、9位、10位、11位或12位五種，對應(yīng)溫度分辨率分別為1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃，溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果的默認(rèn)分辨率為9位。DS1722有摩托羅拉串行接口和標(biāo)準(zhǔn)三線接口兩種通信接口，用戶可以通過SERMODE管腳選擇通信標(biāo)準(zhǔn)。

紅外溫度傳感器工作原理
紅外線
紅外線是一種人眼看不見的光線，但事實上它和其它任何光線一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)。任何物體只要它的溫度高于熱力學(xué)零度，就會有紅外線向周圍輻射。紅外線是位于可見光中紅色光以外的光線，故稱紅外線。它的波長范圍大致在0.75~100μm的頻譜范圍之內(nèi)。
紅外輻射
紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，紅外輻射的能量就越強。研究發(fā)現(xiàn)，太陽光譜的各種單色光的熱效應(yīng)從紫色光到紅色光是逐漸增大的，而且最大的熱效應(yīng)出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍之內(nèi)，因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或者熱射線。
傳感原理
熱傳感器是利用輻射熱效應(yīng)，使探測器件接收輻射能后引起溫度升高，進而使傳感器中一欄與溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化，便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過賽貝克效應(yīng)來探測輻射的，當(dāng)器件接收輻射后，引起一非電量的物理變化，也可通過適當(dāng)變化變?yōu)殡娏亢筮M行測量。