【正文】 (6)內(nèi)含寄生電源。該器件既可由單線總線供電，亦可選用外部 +～ +5V電源 (允許電壓范圍是 +～ +)，進行溫度／數(shù)字轉(zhuǎn)換時的工作電流約為 lmA，待機電流僅為 ，典型功耗為 +～ +5mW。 (7)具有電源反接保護電路。當電源電壓的極性接反時，能保護DSl8B20不會因發(fā)熱而燒毀，但此時芯片無法正常工作。 單線智能溫度傳感器3. DSl8B20的應(yīng)用圖 DS18B20的引腳排列圖 多片 DS18B20與 80C31的接線 熱電式傳感器應(yīng)用舉例熱電式傳感器在實際中有很多應(yīng)用，這里僅舉幾例。1. 測溫熱電偶圖 冷端溫度補償電路原理圖 在鍋爐節(jié)能控制系統(tǒng)中，需對爐膛、蒸氣、水等的溫度進行測定?？蛇x用熱電偶，并利用 AD590對熱電偶進行冷端溫度補償，在使用中，只需將熱電偶的冷端與集成溫度傳感器 AD590置于同一環(huán)境中，不論環(huán)境溫度如何改變，均可在電路的輸出端得到正比于熱電偶工作端溫度的電壓值。圖 ，圖中 ，三個集成運放構(gòu)成數(shù)據(jù)放大器，以放大熱電偶的熱電勢 E；運放 A5是一同相比例運算電路，它把 AD590正比于環(huán)境溫度的電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘? ；運放A4是一反相輸入求和電路，該電路對 、 求和，抵消隨環(huán)境溫度變化的成分，使輸出電壓 K正比于熱電偶工作端的溫度。 熱電式傳感器應(yīng)用舉例圖 元素分析儀氣體成分分析室示意圖2. 氣體成分分析 圖 分分析室示意圖。它主要由四個外殼用相同材料制成的分析室組成。分析室 和 為參考室，室內(nèi)充入潔凈的空氣，另外兩個分析室 和 內(nèi)充入被分析的混合氣體，四個分析室組成橋路。工作時先將惰性氣體通入分析室，使電橋達到平衡，而后使被測混合氣體進入分析室，電橋失去平衡，其不平衡輸出是混合氣體成分的函數(shù)。 氣體的導熱系數(shù)與氣體成分的體積濃度有關(guān)，對于相互不發(fā)生化學反應(yīng)的混合氣體，其導熱系數(shù)為各氣體導熱系數(shù)的平均值。設(shè)氫氣的導熱系數(shù)為 、氣體的百分數(shù)含量為 ，氮氣的導熱系數(shù)為 ，兩種混合氣體的導熱系數(shù)為 ，則得下式 (9?29) 氫氣和氮氣的導熱系數(shù)已知，只要測出 就可獲得氫氣的百分數(shù)含量 ，進而獲得氮氣的的百分數(shù)含量 l－ 。圖 過熱保護繼電器 熱電式傳感器應(yīng)用舉例 圖 熱保護線路。三只特性相同的 RRC6型負溫度系數(shù)熱敏電阻 (阻值 20℃ 時為10 k； 100℃ 時為 1 k； 110℃ 時為 k)串聯(lián)在一起，固定在電機三線繞組附近。當電機正常運轉(zhuǎn)時，溫度較低，熱敏電阻阻值較高，三極管不導通，繼電器 J不吸合。當電機過載或其中一相與地短路時，電機繞組溫度劇增，熱敏電阻阻值相應(yīng)減少，三極管導通，繼電器 J吸合，電極電路被斷開，起到過熱保護作用。 4. AD590溫度傳感器在遠距離檢測中的應(yīng)用圖 AD590溫度傳感器遠距離測溫示意圖AD590的典型應(yīng)用是用作遠距離溫度檢測。圖 距離 300 m內(nèi)某點的溫度，由于使用了屏蔽的絞合電纜及在電纜兩端串、并聯(lián)了電阻 (R=1 k)和電容 (C= )。 小結(jié) 振動在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播稱為波動，簡稱波。低于 16 Hz的機械波，稱為次聲波；其頻率在 16 之間，能為人所聞的機械波，稱為聲波；高于 2 Hz的機械波，稱為超聲波；頻率在 Hz（波長為 1 mm1 m之間）的波，稱為微波；紅外線的波長為 11 000 m之間。 超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，能應(yīng)用在測距、測厚、測流量、無損探傷等場合。 由發(fā)射天線發(fā)出的微波，遇到被測物時將被、移動物體的速度和距離測量、濕度測量、無損檢測等。 紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射，紅外輻射在大氣吸收或反射，使功率發(fā)生變化，依據(jù)微波的特點構(gòu)成的微波傳感器?？捎糜谖镂粶y量、測厚中傳播時，由于大氣中氣體分子、水蒸氣以及固體微粒、塵埃等物質(zhì)的吸收和散射作用，使輻射能在傳輸過程中逐漸衰減。紅外輻射通過大氣層時被分割成三個 “ 大氣窗口 ” 。利用紅外傳感器可進行非接觸式的紅外測溫、氣體分析、無損探傷等。 核輻射式傳感器是根據(jù)被測物質(zhì)對核輻射的吸收、反射、散射或核輻射對被測物質(zhì)的電離激發(fā)作用而進行工作的。核輻射傳感器有多種用途，如測量檢測氣體和液體在管道中的流量、利用物質(zhì)對射線的吸收程度與物質(zhì)厚度有關(guān)的原理在線測厚、測量物位、成份分析等。 熱電式傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的傳感器。這里主要介紹了熱電偶、熱電阻、熱敏電阻、 PN結(jié)傳感器、集成溫度傳感器、智能溫度傳感器等，其應(yīng)用條件、信號形式等各有特點，應(yīng)用時是具體情況而定。 生物傳感器在醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)測、食品工業(yè)等得到了廣泛的應(yīng)用。本章還討論了新型的傳感器（智能傳感器、模糊傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器、虛擬傳感器）等內(nèi)容，該部分作為理解內(nèi)容。 習題和思考題 1. 超聲波在介質(zhì)中傳播具有哪些特性 ? 2. 超聲波傳感器的吸收塊作用是什么 ? 3. 超聲波物位測量有幾種方式 ?各有什么特點 ? 4. 簡述超聲波測量流量的工作原理，并推導出數(shù)學表達式。 5. 已知超聲波傳感器垂直安裝在被測介質(zhì)底部，超聲波在被測介質(zhì)中的傳播速度為 1460 m／ s，測得時間間隔為 28 ，試求物位高度。 6. 什么是微波 ?其波長范圍是多少 ? 7. 微波傳感器可分為哪兩種 ?其檢測原理是什么 ? 8. 試舉出幾個其他超聲波、微波的應(yīng)用例子 (書上的除外 )。 9. 查找資料，舉出 3個利用核輻射傳感器進行物位測量的實際應(yīng)用的例子。 10. 試設(shè)計一個紅外控制的電扇開關(guān)自動控制電路。并敘述其工作原理。 11. 解釋下列有關(guān)熱電偶的名詞：熱電效應(yīng)、熱電勢、接觸電勢、溫差電勢、熱電極、測量端、參比端、分度表。 12. 試擬定一個自動測量某溫度場的方案，繪出其方框圖和線路圖。 13. 熱電偶參考端溫度處理的方法有那幾種 ?分別分析其原理。 14. 試比較熱電偶、熱電阻、熱敏電阻三種熱電式傳感器的特點及其對測量線路的要求。 15. 什么叫集成溫度傳感器 ?各有什么特點 ? 16. 某熱電偶靈敏度為 mV／ ℃ ，把它放在溫度為 l200℃ 處，若以指示表處溫度 50℃ 為冷端，試求熱電勢的大小 ? 17. 某熱電偶的熱電勢在 ℃ 時， E= mV，若冷端溫度為 0℃時，測某爐溫輸出熱電勢 E= mV。試求該加熱爐實際溫度 T是多少 ? 18. 已知鉑電阻溫度計， 0℃ 時電阻為 100Ω ， 100℃ 時電阻為 139Ω ，當它與某熱介質(zhì)接觸時，電阻值增至 281Ω ，試確定該介質(zhì)溫度。 19. 已知某負溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC)的材料系數(shù) B值為 2900 K，若0℃ 電阻值為 500 kΩ ，試求 100℃ 時電阻值 ? 20. 用分度號為 K的鎳鉻一鎳硅熱電偶測溫度，在未采用冷端溫度補償?shù)那闆r下，儀表顯示 500℃ ，此時冷端為 60℃ 。試問實際溫度多少度 ?若熱端溫度不變，設(shè)法使冷端溫度 保持在 20℃ ，此時顯示儀表指示多少度? 21. 什么是智能傳感器 ?它應(yīng)有哪些功能 ? 22. 實現(xiàn)智能傳感器的途徑有哪些 ? 23. 智能傳感器由哪些部分構(gòu)成 ? 24. 什么是模糊傳感器 ?它有哪些功能 ? 25. 模糊傳感器由哪些部分構(gòu)成 ? 26. 什么是網(wǎng)絡(luò)傳感器 ? 27. 什么是虛擬傳感器