第一篇：溫度傳感器工作原理

空調(diào)溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱NTC，其阻值隨溫度升高而降低，隨溫度降低而增大。25℃時(shí)的阻值為標(biāo)稱值。NTC常見的故障為阻值變大、開路、受潮霉變阻值變化、短路、插頭及座接觸不好或漏電等，引起空調(diào)CPU檢測端子電壓異常引起空調(diào)故障?？照{(diào)常用的NTC有室內(nèi)環(huán)溫NTC、室內(nèi)盤管NTC、室外盤管NTC等三個(gè)，較高檔的空調(diào)還應(yīng)用外環(huán)溫NTC、壓縮機(jī)吸氣、排氣NTC等。NTC在電路中主要有如圖一所示兩種用法，溫度變化使NTC阻值變化，CPU端子的電壓也隨之變化，CPU根據(jù)電壓的變化來決定空調(diào)的工作狀態(tài)。本文附表為幾種空調(diào)的NTC參數(shù)。室內(nèi)環(huán)溫NTC作用：室內(nèi)環(huán)溫NTC根據(jù)設(shè)定的工作狀態(tài)，檢測室內(nèi)環(huán)境的溫度自動(dòng)開停機(jī)或變頻。定頻空調(diào)使室內(nèi)溫度溫差變化范圍為設(shè)定值+1℃，即若制冷設(shè)定24℃時(shí)，當(dāng)溫度降到23℃壓縮機(jī)停機(jī)，當(dāng)溫度回升到25℃壓縮機(jī)工作；若制熱設(shè)定24℃時(shí)，當(dāng)溫度升到25℃壓縮機(jī)停機(jī)，當(dāng)溫度回落到23℃壓縮機(jī)工作。值得說明的是溫度的設(shè)定范圍一般為15℃—30℃之間，因此低于15℃的環(huán)溫下制冷不工作，高于30℃的環(huán)溫下制熱不工作。變頻空調(diào)根據(jù)設(shè)定的工作溫度和室內(nèi)溫度的差值進(jìn)行變頻調(diào)速，差值越大壓縮機(jī)工作頻率越高，因此，壓縮機(jī)啟動(dòng)以后轉(zhuǎn)速很快提升。室內(nèi)盤管NTC室內(nèi)盤管制冷過冷（低于+3℃）保護(hù)檢測、制冷缺氟檢測；制熱防冷風(fēng)吹出、過熱保護(hù)檢測?？照{(diào)制冷30分鐘自動(dòng)檢查室內(nèi)盤管的溫度，若降溫達(dá)不到20℃則自動(dòng)診斷為缺氟而保護(hù)。若因某些原因室內(nèi)盤管溫度降到+3℃以下為防結(jié)霜也停機(jī)（過冷）制熱時(shí)室內(nèi)盤管溫度底于32℃內(nèi)風(fēng)機(jī)不吹風(fēng)（防冷風(fēng)），高于52℃外風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，高于58℃壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)（過熱）；有的空調(diào)制熱自動(dòng)控制內(nèi)風(fēng)機(jī)風(fēng)速；有的空調(diào)自動(dòng)切換電輔熱變頻空調(diào)轉(zhuǎn)速控制等。室外盤管NTC制熱化霜溫度檢測，制冷冷凝溫度檢測。制熱化霜是熱泵機(jī)一個(gè)重要的功能，第一次化霜為CPU定時(shí)（一般在50分鐘），以后化霜?jiǎng)t由室外盤管NTC控制（一般為—11℃要化霜，+9℃則制熱）。制冷冷凝溫度達(dá)68℃停壓縮機(jī)，代替高壓壓力開關(guān)的作用；變頻制冷則降頻阻止盤管繼續(xù)升溫。外環(huán)溫NTC控制室外風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、冬季預(yù)熱壓縮機(jī)等。排氣NTC使變頻壓縮機(jī)降頻，避免外機(jī)過熱，缺氟檢測等。吸氣NTC控制制冷劑流量，有步進(jìn)電機(jī)控制節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)。故障分析室內(nèi)外盤管NTC損壞率最高，故障現(xiàn)象也各種各樣。室內(nèi)外盤管NTC由于位處溫度不斷變化及結(jié)露或高溫的環(huán)境，所以其損壞率較高。主要表現(xiàn)在電源正常而整機(jī)不工作、工作短時(shí)間停機(jī)、制熱時(shí)外機(jī)正常內(nèi)風(fēng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)、外風(fēng)機(jī)不工作或異常停轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)不啟動(dòng)，變頻效果差，變頻不工作，制熱不化霜等。化霜故障可代換室外盤管NTC或室外化霜板。在電源正常而空調(diào)不工作時(shí)也要查室內(nèi)環(huán)溫NTC；空調(diào)工作不停機(jī)或達(dá)不到設(shè)定溫度停機(jī)，也要先查室內(nèi)環(huán)溫NTC；變頻空調(diào)工作不正常也會(huì)和它有關(guān)。因室內(nèi)環(huán)溫NTC若出現(xiàn)故障會(huì)使得CPU錯(cuò)誤地判斷室內(nèi)環(huán)溫而引起誤動(dòng)作。室內(nèi)環(huán)溫NTC損壞率不是很高。

第二篇：傳感器工作原理

傳感器工作原理

壓電傳感器：基于壓電效應(yīng)的傳感器。是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測量力和能變換為力的非電物理量，如壓力、加速度等(見壓電式壓力傳感器、加速度計(jì))。它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和重量輕等。缺點(diǎn)是某些壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應(yīng)差，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。配套儀表和低噪聲、小電容、高絕緣電阻電纜的出現(xiàn)，使壓電傳感器的使用更為方便。它廣泛應(yīng)用于工程力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、電聲學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。

應(yīng)變傳感器：應(yīng)變傳感器是國內(nèi)外應(yīng)用較廣泛的一種,它是以電阻應(yīng)變計(jì)為轉(zhuǎn)換元件,將非電量如:力、壓力、位移、加速度、扭矩等參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量。

光電傳感器：將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器

熱電傳感器：將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器

電容式傳感器原理

電容式傳感器原理

電容式壓力傳感器簡介

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展極大地豐富了壓力測量產(chǎn)品的種類，現(xiàn)在，壓力傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應(yīng)變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金屬應(yīng)變式傳感器最為多見。

金屬應(yīng)變式壓力傳感器是一種歷史較長的壓力傳感器，但由于它存在遲滯、蠕變及溫度性能差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用場合受到了很大的限制。

壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)制造的一種新型的傳感器，它具有制造方便，成本低廉等特點(diǎn)，但由于半導(dǎo)體材料對(duì)溫度極為敏感，所以其性能受溫度影響較大，產(chǎn)品的一致性較差。

電容式傳感器是應(yīng)用最廣泛的一種壓力傳感器，其原理十分簡單。一個(gè)無限大平行平板電容器的電容值可表示為：

C= ε s/d（ε 為平行平板間介質(zhì)的介電常數(shù)，d 為極板的間距，s 為極板的覆蓋面積）

改變其中某個(gè)參數(shù)，即可改變電容量。由于結(jié)構(gòu)簡單，幾乎所有電容式壓力傳感器均采用改變間隙的方法來獲得可變電容。電容式傳感器的初始電容值較小，一般為幾十皮法，它極易受到導(dǎo)線電容和電路的分布電容的影響，因而必須采用先進(jìn)的電子線路才能檢測出電容的微小變化?？梢哉f，一個(gè)好的電容式傳感器應(yīng)該是可變電容設(shè)計(jì)和信號(hào)處理電路的完美結(jié)合機(jī)械磅秤是利用杠桿位移原理秤量被測物體的質(zhì)量，它是一種模擬測量，所以顯示值誤差很大。電子衡器是利用傳感器測量原理，它是把外部的壓力通過傳感器的彈性梁變形使之貼在上面的應(yīng)變片發(fā)生阻值變化，在激勵(lì)電壓的作用下，輸出與被測物成正比的模擬的電信號(hào)，給AD電路。

電子衡器的AD電路，它把傳感器送來的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、放大、濾波、取樣、積分，輸出穩(wěn)定高效的數(shù)字信號(hào)，送給中央微處理器（CPU），由CPU控制內(nèi)部的工作程序通過顯示電路，顯示出被測物重量值。

秤量的標(biāo)定，是由國家標(biāo)準(zhǔn)量值（法定砝碼）的質(zhì)量，輸出的數(shù)字碼（BCD碼）與CPU內(nèi)部程序存儲(chǔ)器所編制的程序校準(zhǔn)碼一致時(shí)，便可完成秤量標(biāo)定。模擬衡器是靠標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接標(biāo)定，技術(shù)含量低，容易作假（取決于標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量）。電子衡器的秤量標(biāo)定需要標(biāo)準(zhǔn)砝碼，但還需要標(biāo)定密碼。標(biāo)定密碼由衡器生產(chǎn)廠家掌握，它是嚴(yán)格保密的。

電子衡器的非法標(biāo)定是利用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量值與校準(zhǔn)程序的校準(zhǔn)碼值的允許范圍來進(jìn)行的，因?yàn)樾?zhǔn)數(shù)碼值是有一定范圍空間的（例如最大秤量150kg的電子秤，它的50kg內(nèi)碼值是在12000～18000范圍內(nèi)都可以標(biāo)定為50kg顯示值。如果標(biāo)定砝碼實(shí)際質(zhì)量是49kg標(biāo)定出的顯示值是50kg，那么該電子秤顯示150kg時(shí)它的實(shí)際重量是147kg。這種秤在市場貿(mào)易中就會(huì)造成什么后果，不言而喻。這就是法制計(jì)量在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性。

第一部分 電子秤的原理方框圖:

程式 K/B(按鍵)↑ Fx → 傳感器 → OP放大 → A/D轉(zhuǎn)換 → CPU → 顯示驅(qū)動(dòng) → 顯示屏 ↓ 記憶體工作流程說明： 當(dāng)物體放在秤盤上時(shí)，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時(shí)使用激勵(lì)電壓發(fā)生變化，輸出一個(gè)變化的模擬信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大電路放大輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)輸出到CPU運(yùn)算控制。CPU根據(jù)鍵盤命令以及程序?qū)⑦@種結(jié)果輸出到顯示器。直至顯示這種結(jié)果。

第二部分 秤的分類： 1.按原理分：電子秤 機(jī)械秤 機(jī)電結(jié)合秤 2.按功能分：計(jì)數(shù)秤 計(jì)價(jià)秤 計(jì)重秤 3.按用途分：工業(yè)秤 商業(yè)秤 特種秤

第三部分 秤的種類： 1.桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤 2.臺(tái)秤 指全稱量在30-300Kg以內(nèi)的電子秤 3.地磅 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平

第四部分 按精確度分類： I級(jí)： 特種天平精密度≥1/10萬 II級(jí)： 高精度天平1/1萬≤精密度＜1/10萬 III級(jí)： 中精度天平1/1000≤精密度＜1/1萬 IV級(jí)： 普通秤 1/100≤精密度＜1/1000

第五部分 專業(yè)術(shù)語： 1.最大稱量： 一臺(tái)電子秤不計(jì)皮重，所能稱量的最大的載荷;2.最小稱量： 一臺(tái)電子秤在低于該值時(shí)會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)相對(duì)誤差;3.安全載荷： 120%正常稱量范圍;4.額定載荷： 正常稱量范圍;5.允許誤差： 等級(jí)檢定時(shí)允許的最大偏差;6.感量： 一臺(tái)電子秤所能顯示的最小刻度;通常用“d”來表示;7.解析量： 一臺(tái)具有計(jì)數(shù)功能的電子秤，所能分辯的最小刻度;8.解析度： 一臺(tái)具有計(jì)數(shù)功能的電子秤，內(nèi)部具有分辯能力的一個(gè)參數(shù);9.預(yù)熱時(shí)間： 一臺(tái)秤達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)所用的時(shí)間;10.精度： 感量與全稱量的比值;11.電子秤使用環(huán)境溫度為：-10攝氏度 到 40攝氏度 12.臺(tái)秤的臺(tái)面規(guī)格： 25cm X 30cm 30cm X 40cm 40cm X 50cm 42cm X 52cm 45cm X 60cm

第六部分 電子秤的特點(diǎn)： 1.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作;2.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制;3.數(shù)字顯示直觀、減小人為誤差;4.準(zhǔn)確度高、分辯率強(qiáng);5.稱量范圍廣;6.特有功能：扣重、預(yù)扣重、歸零、累計(jì)、警示等;7.維護(hù)簡單;8.體積小;9.安裝、校正簡單;10.特種行業(yè)，可接打印機(jī)或電腦驅(qū)動(dòng);11.智能化電子秤，反應(yīng)快，效率高;

第七部分 電子秤檢查過程： 1.首先整體檢查：有無磨損和損壞;2.能否開機(jī)：開機(jī)后是否從0到9依次顯示、數(shù)字是否模糊、能否歸零;3.有無背光;4.用砝碼測試能否稱重;5.充電器是否完好，能否使用;6.配件是否齊全;

第八部分 傳感器類型： 1.電阻式：價(jià)格適中、精度高、使用廣泛;2.電容式：體積小、精度低;3.磁浮式：特高精度、造價(jià)高;4.油壓式：現(xiàn)市場上已淘汰;顯示器種類： 1.LCD（液晶顯示）：免插電、省電、附帶背光;2.LED：免插電、耗電、很亮;3.燈管：插電、耗電、很高;K/B（按鍵）類型： 1.薄膜按鍵：觸點(diǎn)式;2.機(jī)械按鍵：由許多單獨(dú)按鍵組合在一起;傳感器的特性： 1.額定載荷;2.輸出靈敏度;3.非線性;4.滯后;5.重復(fù)性;6.蠕變;7.零點(diǎn)輸出影響;8.額定輸出溫度影響;9.零點(diǎn)輸入;10.輸入阻抗;11.輸出阻抗;12.絕緣阻抗;13.容許激勵(lì)電壓;(5-18V)

第九部分 傳感器損壞后現(xiàn)象： 1.稱量不準(zhǔn);2.顯示不歸零;3.顯示的數(shù)字亂跳 判斷傳感器的+E、-E、+S、-S 1.先用電阻檔測4條線兩兩這間的電阻值，共有6組。如為400-450歐 則為+E、-E;如果為350歐，則為+S、-S;為290歐，則為R橋臂;2.在+E、-E端接上+_5V電壓，傳感器正確施加一個(gè)壓力，如輸出+_S增大，則紅表筆為+S，反之-S;

第十部分 高精度計(jì)數(shù)秤特點(diǎn)： 1.Kg/Ib單位轉(zhuǎn)換功能;2.零點(diǎn)顯示范圍、調(diào)整功能(GLH系列沒有)3.取樣速度調(diào)節(jié)功能;4.有10組單重記憶功能;5.可同時(shí)進(jìn)行重量、數(shù)量、累計(jì)功能(GLH只有數(shù)量累計(jì))6.可設(shè)定重量、數(shù)量上限警示功能;7.自動(dòng)零點(diǎn)追蹤、溫度線性校正;8.扣重及預(yù)扣重功能;9.待機(jī)功能;10.有零點(diǎn)顯示范圍和零點(diǎn)跟蹤范圍;11.有電池電壓管制限制功能;

壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。

用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

傳感器的靈敏度

靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。

它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。

當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

傳感器常用術(shù)語

1.傳感器

能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。

① 敏感元件是指傳感器中能直接（或響應(yīng)）被測量的部分。

② 轉(zhuǎn)換元件指傳感器中能較敏感元件感受（或響應(yīng)）的北側(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和（或）測量的電信號(hào)部分。

③ 當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱為變送器。

2.測量范圍

在允許誤差限內(nèi)被測量值的范圍。

3.量程

測量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。

4.精確度

被測量的測量結(jié)果與真值間的一致程度。

5.從復(fù)性

在所有下述條件下，對(duì)同一被測的量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的符合程度：相同測量方法：

相同觀測者：

相同測量儀器：

相同地點(diǎn)：

相同使用條件：

在短時(shí)期內(nèi)的重復(fù)。

6.分辨力

傳感器在規(guī)定測量范圍圓可能檢測出的被測量的最小變化量。

7.閾值

能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的被測量的最小變化量。

8.零位

使輸出的絕對(duì)值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。

9.激勵(lì)

為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。

10.最大激勵(lì)

在市內(nèi)條件下，能夠施加到傳感器上的激勵(lì)電壓或電流的最大值。

11.輸入阻抗

在輸出端短路時(shí)，傳感器輸入的端測得的阻抗。

12.輸出

有傳感器產(chǎn)生的與外加被測量成函數(shù)關(guān)系的電量。13.輸出阻抗 在輸入端短路時(shí)，傳感器輸出端測得的阻抗。14.零點(diǎn)輸出 在市內(nèi)條件下，所加被測量為零時(shí)傳感器的輸出。15.滯后 在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測量值增加和減少時(shí)，輸出中出現(xiàn)的最大差值。16.遲后 輸出信號(hào)變化相對(duì)于輸入信號(hào)變化的時(shí)間延遲。17.漂移 在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出終于被測量無關(guān)的不需要的變化量。18.零點(diǎn)漂移 在規(guī)定的時(shí)間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時(shí)的變化。19.靈敏度 傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。20.靈敏度漂移 由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化。21.熱靈敏度漂移 由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。22.熱零點(diǎn)漂移 由于周圍溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移。23.線性度 校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線一致的程度。24.非線性度 校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。25.長期穩(wěn)定性 傳感器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仍能保持不超過允許誤差的能力。26.固有憑率 在無阻力時(shí)，傳感器的自由（不加外力）振蕩憑率。27.響應(yīng) 輸出時(shí)被測量變化的特性。28.補(bǔ)償溫度范圍 使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?9.蠕變 當(dāng)被測量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸出量的變化。30.絕緣電阻

如無其他規(guī)定，指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時(shí)，從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測得的電阻值。

第三篇：溫度傳感器課程設(shè)計(jì)

溫度傳感器簡單電路的集成設(shè)計(jì)

當(dāng)選擇一個(gè)溫度傳感器的時(shí)候，將不再限制在模擬輸出或數(shù)字輸出裝置。與你系統(tǒng)需要相匹配的傳感器類型現(xiàn)在又很大的選擇空間。市場上供應(yīng)的所有溫度感應(yīng)器都是模擬輸出。熱電阻，RTDs和熱電偶是另一種輸出裝置，矽溫度感應(yīng)器。在多數(shù)的應(yīng)用中，這些模擬輸出裝置在有效輸出時(shí)需要一個(gè)比較器，ADC，或一個(gè)擴(kuò)音器。因此，當(dāng)更高技術(shù)的集成變成可能的時(shí)候，有數(shù)字接口的溫度傳感器變成現(xiàn)實(shí)。這些集成電路被以多種形式出售，從超過特定的溫度時(shí)才有信號(hào)簡單裝置，到那些報(bào)告遠(yuǎn)的局部溫度提供警告的裝置?，F(xiàn)在不只是在模擬輸出和數(shù)字輸出傳感器之間選擇，還有那些應(yīng)該與你的系統(tǒng)需要相匹配的更廣闊的感應(yīng)器類型的選擇，溫度傳感器的類型：

圖一：傳感器和集成電路制造商提供的四中溫度傳感器

在圖一中舉例說明四種溫度感應(yīng)器類型。一個(gè)理想模擬傳感器提供一個(gè)完全線性的功能輸出電壓（A）。在傳感器（B）的數(shù)字I/O類中，溫度數(shù)據(jù)通常通過一個(gè)串行總線傳給微控制器。沿著相同的總線，數(shù)據(jù)由溫度傳感器傳到微控制器，通常設(shè)定溫度界限在引腳得數(shù)字輸出將下降的時(shí)候。當(dāng)超過溫度界限的時(shí)候，報(bào)警中斷微控制器。這個(gè)類型的裝置也提供風(fēng)扇控制。

模擬輸出溫度傳感器：

圖2 熱阻和矽溫度傳感器這兩個(gè)模擬輸出溫度探測器的比較。

熱電阻和矽溫度傳感器被廣泛地使用在模擬輸出溫度感應(yīng)器上。圖2清楚地顯示當(dāng)電壓和溫度之間為線性關(guān)系時(shí)，矽溫度傳感器比熱阻體好的多。在狹窄的溫度范圍之內(nèi)，熱電阻能提供合理的線性和好的敏感特性。許多構(gòu)成原始電路的熱電阻已經(jīng)被矽溫度感應(yīng)器代替。

矽溫度傳感器有不同的輸出刻度和組合。例如，與絕對(duì)溫度成比例的輸出轉(zhuǎn)換功能，還有其他與攝氏溫度和華氏溫度成比例。攝氏溫度部份提供一種組合以便溫度能被單端補(bǔ)給得傳感器檢測。

在最大多數(shù)的應(yīng)用中，這些裝置的輸出被裝入一個(gè)比較器或A/D轉(zhuǎn)換器，把溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字格式。這些附加的裝置，熱電阻和矽溫度傳感器繼續(xù)被利用是由于在許多情況下它的成本低和使用方便。數(shù)字I/O溫度傳感器： 大約在五年前，一種新類型溫度傳感器出現(xiàn)了。這種裝置包括一個(gè)允許與微控制器通信的數(shù)字接口。接口通常是12C或SMBus序列總線，但是其他的串行接口例如SPI是共用的。閱讀微控制器的溫度報(bào)告，接口也接受來自溫控制器的指令。那些指令通常是溫度極限，如果超過，將中斷微控制器的溫度傳感器集成電路上的數(shù)字信號(hào)。微控制器然后能夠調(diào)整風(fēng)扇速度或減慢微處理器的速度，例如，保持溫度在控制之下。

圖3：設(shè)計(jì)的溫度傳感器可遙測處理器芯片上的p-n結(jié)溫度

圖4。溫度傳感器可檢測它自己的溫度和遙測四個(gè)p-n結(jié)溫度。

圖5。風(fēng)扇控制器/溫度傳感器集成電路也可使用PWM或一個(gè)線性模式的控制方案。

在圖4中畫是一個(gè)類似的裝置：而不是檢測一個(gè)p-n結(jié)溫度，它檢測四個(gè)結(jié)和它的自己內(nèi)部的溫度。因此內(nèi)部溫度接近周圍溫度。周圍溫度的測量給出關(guān)于系統(tǒng)風(fēng)扇是否正在適當(dāng)?shù)毓ぷ鞯闹甘尽?/p>

在圖5中顯示，控制風(fēng)扇是在遙測溫度時(shí)集成電路的主要功能。這個(gè)部分的使用能在風(fēng)扇控制的二個(gè)不同的模式之間選擇。在PWM模式中，微處理控制風(fēng)扇速度是通過改變送給風(fēng)扇的信號(hào)周期者測量溫度一種功能。它允許電力消耗遠(yuǎn)少于這個(gè)部分的線性模式控制所提供的。因?yàn)槟承╋L(fēng)扇在PWM信號(hào)控制它的頻率下發(fā)出一種聽得見的聲音，這種線性模式可能是有利的，但是需要較高功率的消耗和附加的電路。額外的功耗是整個(gè)系統(tǒng)功耗的一小部分。

當(dāng)溫度超出指定界限的時(shí)候，這個(gè)集成電路提供中斷微控制器的警告信號(hào)。這個(gè)被叫做過熱溫度的信號(hào)形式里，安全特征也被提供。如果溫度升到一個(gè)危險(xiǎn)級(jí)別的時(shí)候溫控制器或軟件鎖上，警告信號(hào)就不再有用。然而，溫度經(jīng)由SMBus升高到一個(gè)水平，過熱在沒有微控制器被使用去控制電路。因此，在這個(gè)非邏輯控制器高溫中，過熱能被直接用去關(guān)閉這個(gè)系統(tǒng)電源，沒有為控制器和阻力潛在的災(zāi)難性故障。

裝置的這個(gè)數(shù)字I/O普遍使用在服務(wù)器，電池組和硬盤磁碟機(jī)上。為了增加服務(wù)器的可靠性溫度在很多的位置中被檢測：在主板（本質(zhì)上是在底盤內(nèi)部的周圍溫度），在處理器鋼模之內(nèi)，和在其它發(fā)熱元件例如圖形加速器和硬盤驅(qū)動(dòng)器。出于安全原因電池組結(jié)合溫度傳感器和使其最優(yōu)化已達(dá)到電池最大壽命。

檢測依靠中心馬達(dá)的速度和周圍溫度的硬盤驅(qū)動(dòng)器的溫度有兩個(gè)號(hào)的理由：在驅(qū)動(dòng)器中讀取錯(cuò)誤增加溫度極限。而且硬盤的MTBF大大改善溫度控制。通過測量系統(tǒng)里面溫度，就能控制馬達(dá)速度將可靠性和性能最佳化。驅(qū)動(dòng)器也能被關(guān)閉。在高端系統(tǒng)中，警告能為系統(tǒng)管理員指出溫度極限或數(shù)據(jù)可能丟失的狀況。

圖6。溫度超過某一界限的時(shí)候，集成電路信號(hào)能報(bào)警和進(jìn)行簡單的ON/OFF風(fēng)扇控制。

圖7.熱控制電路部分在絕對(duì)溫標(biāo)形式下，頻率與被測溫度成比例的產(chǎn)生方波的溫度傳感器

圖8。這個(gè)溫度傳感器傳送它的周期與被測溫度成比例的方波，因?yàn)橹话l(fā)送溫度數(shù)據(jù)需要一條單一線，就需要單一光絕緣體隔離信道。

模擬正溫度感應(yīng)器

“模擬正量”傳感器通常匹配比較簡單的測量應(yīng)用軟件。這些集成電路產(chǎn)生邏輯輸出量來自被測溫度，而且區(qū)別于數(shù)字輸入/輸出傳感器。因?yàn)樗麄冊(cè)谝粭l單線上輸出數(shù)據(jù)，與串行總線相對(duì)。

在一個(gè)模擬正量傳感器的最簡單例子中，當(dāng)特定的溫度被超過的時(shí)候，邏輯輸出出錯(cuò)：其它，是當(dāng)溫度降到一個(gè)溫度極限的時(shí)候。當(dāng)其它傳感器有確定的極限的時(shí)候，這些傳感器中的一些允許使用電阻去校正溫度極限。

在圖6中，裝置顯示購買一個(gè)特定的內(nèi)在溫度極限。這三個(gè)電路舉例說明這個(gè)類型裝置的使用：提供警告，關(guān)閉儀器，或打開風(fēng)扇。

當(dāng)需要讀實(shí)際溫度時(shí)，微控制器是可以利用的，在單線上傳送數(shù)據(jù)的傳感器可能是有用的。用微處理器的內(nèi)部計(jì)數(shù)器，來自于這個(gè)類型溫度感應(yīng)器的信號(hào)很容易地被轉(zhuǎn)換成溫度的測量。圖7傳感器輸出頻率與周圍溫度成比例的方波。在圖8中的裝置是相似的，但是方波周期是與周圍溫度成比例的。

圖9。用一條公共線與8個(gè)溫度傳感器連接的微控制器，而且從同一條線上接收每個(gè)傳感器傳送的溫度數(shù)據(jù)。

圖9，在這條公共線上允許連接達(dá)到八個(gè)溫度傳感器。當(dāng)微控制器的I/O端口同時(shí)關(guān)閉這根線上的所有傳感器的時(shí)候，開始提取來自這些傳感器的溫度數(shù)據(jù)。微控制器很快地重新裝載接收來的每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，在傳感器關(guān)閉期間，數(shù)據(jù)被編碼。在特定時(shí)間內(nèi)每個(gè)傳感器對(duì)閘口脈沖之后的時(shí)間編碼。分配給每個(gè)感應(yīng)器自己允許的時(shí)間范圍，這樣就避免沖突。

通過這個(gè)方法達(dá)到的準(zhǔn)確性令人驚訝：0.8 是典型的室溫，正好與被傳送方波頻率的電路相匹配，同樣適用于方波周期的裝置。

這些裝置在有線電線應(yīng)用中同樣顯著。舉例來說，當(dāng)一個(gè)溫度傳感器被微控制器隔離的時(shí)候，成本被保持在一個(gè)最小量，因?yàn)橹恍枰粋€(gè)光絕緣體。這些傳感器在汽車制造HVAC應(yīng)用中也是很有效，因?yàn)樗麄儨p少銅的損耗數(shù)量。溫度傳感器的發(fā)展：

集成電路溫度傳感器提供各式各樣的功能和接口。同樣地這些裝置繼續(xù)發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師將會(huì)看見更多特殊應(yīng)用就像傳感器與系統(tǒng)接口連接的新方式一樣。最后，在相同的鋼模區(qū)域內(nèi)集成更多的電子元件，芯片設(shè)計(jì)師的能力將確保溫度傳感器很快將會(huì)包括新的功能和特殊接口。

總結(jié)

通過這些天的查找資料，我了解了很多關(guān)于溫度傳感器方面的知識(shí)。我的大家都知道溫度的一些基本知識(shí)，溫度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關(guān)。利用溫度所創(chuàng)造出來的傳感器即溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。并且從資料中顯示溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，在本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。

這些天,我通過許多的資料了解到兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，如在某點(diǎn)互相連接在一起，對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測量點(diǎn)的溫度有關(guān)，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測量這個(gè)電位差，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(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱它為“熱電偶”。我查找的資料顯示數(shù)據(jù):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(diǎn)溫度變化1℃時(shí)，輸出電位差的變化量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數(shù)值大約在5～40微伏／℃之間。

熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。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。溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中最為常用的一種，現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。

溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對(duì)象有良好的接觸，又稱溫度計(jì)。溫度計(jì)通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測對(duì)象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉取５蜏販囟扔?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測量1.6～300K范圍內(nèi)的溫度。

非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對(duì)象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可以用來測量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)還有熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對(duì)象的表面溫度，也可以用于測量溫度場的溫度分布。資料顯示，最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法、輻射法和比色法。各類輻射測溫方法只能測出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體所測溫度才是真實(shí)溫度。如果想測定物體的真實(shí)溫度，就必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取絕于溫度和波長，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)連，因此很難精確測量。在自動(dòng)化生產(chǎn)中我發(fā)現(xiàn)往往需要利用輻射測溫法來測量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過儀表對(duì)實(shí)測溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測表面的真實(shí)溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，這樣才能提高有效發(fā)射系數(shù)。至于氣體和液體介質(zhì)真實(shí)溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。在自動(dòng)測量和控制中就可以用此值對(duì)所測腔底溫度（即是介質(zhì)溫度）進(jìn)行修正而得到介質(zhì)的真實(shí)溫度?，F(xiàn)在，我通過這些天的努力，了解了很多溫度傳感器及其相關(guān)的一些傳感器的知識(shí)。他們?cè)谖覀兩钪械膽?yīng)用及其廣泛，我們只有加緊的學(xué)習(xí)加緊的完成自己所學(xué)專業(yè)的知識(shí)，了解相關(guān)的最新信息，我們才能跟上科技前進(jìn)的步伐。

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第四篇：傳感器原理及工作過程

傳感器原理及工作過程

在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應(yīng)片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器;在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈，(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線圈，(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號(hào)輸出電路。在傳感器的外殼上固定著：

（1)激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級(jí)線圈(輸入)，(3)信號(hào)環(huán)形變壓器次級(jí)線圈(輸出)，(4)信號(hào)處理電路

五 工作過程

向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±５V的直流電源，該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源;由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào)，通過信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào)，該信號(hào)為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

本傳感器輸出的頻率信號(hào)在零點(diǎn)時(shí)為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為5KHz。即滿量程變量為5000個(gè)數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，高速或中速采樣時(shí)可以用測頻的方法，低速采樣時(shí)可以用測周期的方法。本傳感器精度可達(dá)±0.2%～±0.5%（F?S）。由于傳感器輸出為頻率信號(hào)，所以無需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

第五篇：傳感器的工作原理

基本原理是光學(xué)三角法：

半導(dǎo)體激光器①被鏡片②聚焦到被測物體⑥。反射光被鏡片③收集，投射到CMOS陣列④上；信號(hào)處理器⑤通過三角函數(shù)計(jì)算陣列④上的光點(diǎn)位置得到距物體的距離。

根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類：

一、傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

二、化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

現(xiàn)在越來越受到工業(yè)控制青睞的激光傳感器發(fā)展迅猛，激光傳感器不僅應(yīng)用廣泛，更主要的是利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

ZLDS10X系列品牌激光位移傳感器具有數(shù)字化集成一體化結(jié)構(gòu)，0.01%高分辨率，0.1%高線性度，9.4KHz高響應(yīng)、IP67防護(hù)等級(jí)和可同步等高性能。工作溫度范圍寬，特別適用于工業(yè)環(huán)境高精度應(yīng)用。

目前已有不少成熟的產(chǎn)品問世，如光纖轉(zhuǎn)矩傳感器，以及溫度、振動(dòng)、壓力、流量等傳感器。

在開發(fā)利用新材料同時(shí)，由于微電子技術(shù)和微機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，傳感器正朝著微型化、多功能化、智能化方向發(fā)展。微型化傳感器利用微機(jī)械加工技術(shù)將微米級(jí)的敏感元件、信號(hào)調(diào)理器、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于其體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以提高系統(tǒng)測試精度，例如把微型壓力傳感器和微型溫度傳感器集成在一起，同時(shí)測出壓力和溫度，便可通過芯片內(nèi)運(yùn)算消去壓力測量中的溫度影響。目前已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度計(jì)、用于防撞的硅加速度計(jì)等。據(jù)說在汽車輪胎內(nèi)嵌入微型壓力傳感器可以保持適當(dāng)充氣，避免充氣過量或不足，從而可節(jié)約燃油10%。多功能化的特性使得傳感器能夠同時(shí)檢測2個(gè)或2個(gè)以上的特性參數(shù)。而智能傳感器由于帶有專用計(jì)算機(jī)，因而具有智能特點(diǎn)。

此外，傳感器響應(yīng)時(shí)間、輸出與計(jì)算機(jī)的接口等問題也是重要的研究課題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，車用傳感器的技術(shù)必將趨于完善