溫度傳感器工作原理

溫度傳感器工作原理
金屬膨脹原理設計的傳感器
金屬在環境溫度變化后會產生一個相應的延伸，因此傳感器可以以不同方式對這種反應進行信號轉換。
雙金屬片式傳感器
雙金屬片由兩片不同膨脹系數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換成一個輸出信號。
液體和氣體的變形曲線設計的傳感器
在溫度變化時，液體和氣體同樣會相應產生體積的變化。
多種類型的結構可以把這種膨脹的變化轉換成位置的變化，這樣產生位置的變化輸出（電位計、感應偏差、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
溫度升高 = 阻值增加
溫度降低 = 阻值減少
負溫度系數
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境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體，所以稱之為熱電偶。不同材質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。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數值大約在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無關，用非常細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，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過程。

數字溫度傳感器工作原理
開始供電時，數字溫度傳感器處于能量關閉狀態，供電之后用戶通過改變寄存器分辨率使其處于連續轉換溫度模式或者單一轉換模式。在連續轉換模式下，數字溫度傳感器連續轉換溫度并將結果存于溫度寄存器中，讀溫度寄存器中的內容不影響其溫度轉換;在單一轉換模式，數字溫度傳感器執行一次溫度轉換，結果存于溫度寄存器中，然后回到關閉模式，這種轉換模式適用于對溫度敏感的應用場合。在應用中，用戶可以通過程序設置分辨率寄存器來實現不同的溫度分辨率，其分辨率有8位、9位、10位、11位或12位五種，對應溫度分辨率分別為1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃，溫度轉換結果的默認分辨率為9位。DS1722有摩托羅拉串行接口和標準三線接口兩種通信接口，用戶可以通過SERMODE管腳選擇通信標準。

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。任何物體只要它的溫度高于熱力學零度，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。
紅外輻射
紅外輻射的物理本質是熱輻射。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。研究發現，太陽光譜的各種單色光的熱效應從紫色光到紅色光是逐漸增大的，而且最大的熱效應出現在紅外輻射的頻率范圍之內，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，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生變化。檢測其中某一性能的變化，便可探測出輻射。多數情況下是通過賽貝克效應來探測輻射的，當器件接收輻射后，引起一非電量的物理變化，也可通過適當變化變為電量后進行測量。