【正文】 表示序號為 1的正溫度系數(shù)型普通用途熱敏電阻敏感元件。 （三） 光纖溫度傳感器 光纖傳感器可測量位移、速度、加速度、液位、應(yīng)變、壓力、流量、振動、溫度、電流、電壓、磁場等物理量 . 光纖結(jié)構(gòu)及其工作原理 2R 2r n2 n1 n n2 n1 纖芯 包層 光纖結(jié)構(gòu) 光纖是用來傳輸光的導(dǎo)線 ,就像金屬導(dǎo)線可以把電流 、 電壓傳輸?shù)搅硪惶幰粯?， 光纖可以把 輻射光強(qiáng)和光譜 從一端傳送到另一端 。 光纖溫度傳感器的分類 光纖溫度傳感器根據(jù)與被測對象的安裝方式 ， 可分 接觸式 與 非接觸式 兩種 。 傳感器的輸入為 激勵(lì)光源的光脈沖 ，輸出光束為熒光發(fā)射的余輝亮度 ，其余輝特征與溫度存在關(guān)系。 光纖溫度計(jì) （四）、集成溫度傳感器 集成溫度傳感器（溫度 IC）將溫度敏感元件和放大、運(yùn)算和補(bǔ)償?shù)入娐凡捎梦㈦娮蛹夹g(shù)和集成工藝 集成在一片芯片上 ，從而構(gòu)成集測量、放大、電源供電回路于一體的高性能的測溫傳感器。模擬型的輸出信號形式有電壓型和電流型兩種。 AD590的電源電壓為 4～ 30 V， 可測溫度范圍為 50～ 150℃ 。 64位 ROM的結(jié)構(gòu)開始８位是產(chǎn)品類型的編號 ， 接著是每個(gè)器件的惟一的序號 ， 共有48位 ， 最后 ８位是前面 56位的 CRC檢驗(yàn)碼 ，這也是多個(gè) DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因 。 溫度 LSB 溫度 MSB TH用戶字節(jié) 1 TL用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 圖 3 DS18B20字節(jié)定義 低５位一直為１ ， ＴＭ是工作模式位 ， 用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式 ， DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為０ ， 用戶要去改動 ， R1和Ｒ 0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù) ，來設(shè)置分辨率 。 當(dāng)符號位Ｓ＝０時(shí) ， 表示測得的溫度值為正值 ，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位Ｓ＝１時(shí) ， 表示測得的溫度值為負(fù)值 ， 要先將補(bǔ)碼變成原碼 ， 再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值 。主機(jī) ROM的前 56位來計(jì)算 CRC值，并和存入 DS18B20的 CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM數(shù)據(jù)是否正確。 轉(zhuǎn)換完成后的 溫度值 就以 16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼 形式存儲在高速暫存存儲器的 第１ 、 ２字節(jié) 。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值 。 由 AD590組成的 控溫電路 圖 1525 簡單的控溫電路 ＋－＋－A D 5 9 0A D 5 8 1＋－1RHRTRL1 0 kC1R1R221 —A D 3 1 1 ； 2— 加熱元件在電腦中，集成溫度傳感器用于 CPU散熱保護(hù)電路 散熱風(fēng)扇 集成溫度 IC CPU插座 CPU散熱片 MAX6502用于控制散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速 當(dāng) CPU進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算時(shí)，風(fēng)扇處于全速運(yùn)行。 圖 1523 電流輸出型原理電路圖 V1I1V2I2V3V4ITRA1 ? A / KRLEUo若取 R為 358Ω，則電路輸出的溫度系數(shù)為 KAnqRKdTdIC TT /112 ?? ??? 電流輸出型典型的集成溫度傳感器有美國 AD公司生產(chǎn)的 AD590。 這就是集成溫度傳感器的基本工作原理 ， 在此基礎(chǔ)上可設(shè)計(jì)出各種不同電路以及不同輸出類型的集成溫度傳感器 。傳感器結(jié)構(gòu)如下圖。這類物質(zhì)的特點(diǎn)是 受紫外光照射后 發(fā)射可見光，即受激發(fā)光，其發(fā)光強(qiáng)度與被測溫度有關(guān)。 NA的大小是由組成 光纖纖芯及包層的材料 決定的 ， 而且要兼顧到儀表的其它性能指標(biāo) 。它是光纖和光通信技術(shù)迅速發(fā)展的產(chǎn)物，它與以電為基礎(chǔ)的傳感器有本質(zhì)區(qū)別。一般數(shù)字‘ 1’表示普通用途，‘ 2’表示穩(wěn)壓用途（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘ 3’表示微波測量用途 （負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘ 4’表示旁熱式（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘ 5’表示測溫用途，‘ 6’表示控溫用途，‘ 7’表示消磁用途（正溫度系數(shù)熱敏電 阻器），‘ 8’表示線性型（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘ 9’表示恒溫型（正溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘ 0’表示特殊型（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器） 第四部分 ： 序號 ，也由數(shù)字表示，代表規(guī)格、性能。 ③ 適用范圍 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻類型很多，使用區(qū)分低溫（ 60～300℃ ）、中溫（ 300～ 600℃ ）、高溫（ 600℃ ）三種，有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、壽命長、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛 應(yīng)用于需要定點(diǎn)測溫的溫度自動控制電路，如冰箱、空調(diào)、溫室等的溫控系統(tǒng)。它是一種多晶體材料，晶粒之間存在著晶粒界面，對于導(dǎo)電電子而言，晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)位壘。在圖 (a)中，如果電阻R1=R2，當(dāng)熱電阻 Rt阻值隨溫度變化時(shí)，調(diào)節(jié)電位器 Rw的電刷位置 x，使電橋處于平衡狀態(tài)，則有 00txR R n RL??L、 R0—— 電位器有效長度 和總電阻 x—— 電刷位置 （１）二線制接法的缺點(diǎn) 導(dǎo)線電阻值隨環(huán)境溫度變化而變化，而環(huán)境溫度變化莫測又非處處相同，此種誤差難以修正，故工業(yè)上常采用三線制接法。 式中，為溫度為 t時(shí)的電阻值；為溫度為時(shí)的電阻值； A為常數(shù) , ，Ｂ為常數(shù)， ； C為常數(shù)， 。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，能解決 微小、狹窄場合 的測溫問題，且具有抗震、可彎曲、超長等優(yōu)點(diǎn)。 機(jī)械零點(diǎn) 指針被預(yù)調(diào)到室溫（ 40 ?C ） 可補(bǔ)償冷端損失 是利用不平衡電橋 (又稱冷端補(bǔ)償器 )產(chǎn)生不平衡電壓來自動補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化。 直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢的關(guān)系時(shí)的約束條件是：自由端（冷端）溫度必須為 0?C。熱電偶分度表都是以冷端溫度為 0℃時(shí)做出的。 （ 3）只有當(dāng) 熱電偶兩端溫度不同 ,熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時(shí)才能有熱電勢產(chǎn)生。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”。 國際上規(guī)定的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)等。 溫度傳感器 一 .溫度 溫度 是表征物體冷熱程度的物理量，它體現(xiàn)了物體內(nèi)部分子運(yùn)動狀態(tài)的特征。 各類溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。 熱電極 A 右端稱為： 自由端（參考端、 冷端 ） 左端稱為： 測量端（工作端、 熱端 ） 熱電極 B 熱電勢 A B （ 1）熱電效應(yīng) 當(dāng)由兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A和 B組成一個(gè)回路，其 兩端相互連接 時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為 T，另一端溫度為 T0 ，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動勢，該電動勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。 （ 2） 只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體 (或半導(dǎo)體 )才能組合成熱電偶； 相同材料不會產(chǎn)生熱電勢 ，因?yàn)楫?dāng)A、 B兩種導(dǎo)體是同一種材料時(shí)， ln(NA/NB)=0，也即 EAB(T， T0)=0。 ? ? ? ? ? ?1 3 1 2 2 3, , ,A B A B A BE T T E T T E T T??（ 3） 中間溫度定律 中間溫度定律的應(yīng)用 ? 中間溫度定律是制定熱電偶分度表的理論基礎(chǔ)。按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且有相應(yīng)的線性化集成電路與之對應(yīng)。 （ 2）當(dāng)熱端為 557 ℃ ，冷端為 20 ℃ 時(shí)，由于E(20,0)=, 故有： E(t,t0)=E(t,0)E(t0,0) ==， 由此電勢，查表可得顯示儀表指示值應(yīng)為 ℃ （ 3）補(bǔ)正系數(shù)法 將若冷端的溫度為 T0時(shí)，熱電偶工作端測得的溫度為 Tn，則被測溫度的真實(shí)值： 修正系數(shù)—時(shí)測得的溫度冷端溫度為—冷端溫度—被測溫度的真實(shí)值—式中，KTTTKTTTnn000T??（ 4） . 零點(diǎn)遷移法 用螺絲刀調(diào)節(jié)