溫度傳感器及應(yīng)用(二)-PPT課件

1、傳感器應(yīng)用課程教學(xué)資源建設(shè) 建設(shè)院校：主要參與企業(yè)：順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東美的集團(tuán)廣東新寶電器佛山市順德區(qū)美智電子佛山市順德區(qū)高迅電子溫度傳感器及應(yīng)用主要內(nèi)容 第一節(jié) 概 論 第二節(jié) 熱電偶溫度傳感器 第三節(jié) 熱敏電阻溫度傳感器 第四節(jié) IC溫度傳感器 第五節(jié) 其他溫度傳感器學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)了解溫度傳感器的作用、地位、分類和發(fā)展趨勢(shì)了解熱電偶三定律及相關(guān)計(jì)算掌握熱敏電阻不同類型的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合掌握集成溫度傳感器使用方法了解其他溫度傳感器工作原理設(shè)計(jì)原理：利用半導(dǎo)體PN結(jié)的電流電壓與溫度有關(guān)的特性。優(yōu)點(diǎn)：輸出線性好、測(cè)量精度高, 傳感驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)處理電路等都與溫度傳感部分集成在一

2、起,因而封裝后的組件體積非常小,使用方便,價(jià)格便宜,故在測(cè)溫技術(shù)中越來越得到廣泛應(yīng)用。 第四節(jié) IC溫度傳感器一、IC溫度傳感器的分類 電壓型IC溫度傳感器 電流型IC溫度傳感器 數(shù)字輸出型IC溫度傳感器一、IC溫度傳感器的分類 電壓型IC溫度傳感器是將溫度傳感器基準(zhǔn)電壓、緩沖放大器集成在同一芯片上，制成一四端器件。 因器件有放大器；故輸出電壓高、線性輸出為10mV；另外,由于其具有輸出阻抗低的特性；抗干擾能力強(qiáng)。這類IC溫度傳感器特別適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。一、IC溫度傳感器的分類 電流型IC溫度傳感器是把線性集成電路和與之相容的薄膜工藝元件集成在一塊芯片上，再通過激光修版微加工技術(shù)，制造出性能

3、優(yōu)良的測(cè)溫傳感器。 這種傳感器的輸出電流正比于熱力學(xué)溫度，即1A/K；其次，因電流型輸出恒流，所以傳感器具有高輸出阻抗，其值可達(dá)10M，這為遠(yuǎn)距離傳輸深井測(cè)溫提供了一種新型器件。 電流型IC溫度傳感器的測(cè)溫原理，是基于晶體管的PN結(jié)隨溫度變化而產(chǎn)生漂移現(xiàn)象研制的。 眾所周知，晶體管PN結(jié)的這種溫漂，會(huì)給電路的調(diào)整帶來極大的麻煩。但是，利用PN結(jié)的溫漂特性來測(cè)量溫度，可研制成半導(dǎo)體溫度傳感元件。IC溫度傳感器就是依據(jù)半導(dǎo)體的溫漂特性，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)而制造出來的集成化線性較好的溫度傳感器件。 利用電流I與Tk的正比關(guān)系，通過電流的變化來測(cè)量溫度的大小。二、IC溫度傳感器的測(cè)溫原理（一）電壓輸出型集成

4、溫度傳感器AN6701S是日本松下公司生產(chǎn)的電壓輸出型集成溫度傳感器，它有四個(gè)引腳，三種連線方式： (a)正電源供電輸出AN6701 (a)1243RC515V三、IC溫度傳感器的主要特性（一）電壓輸出型集成溫度傳感器(b)負(fù)電源供電，(c)輸出極性顛倒。電阻RC用來調(diào)整25下的輸出電壓，使其等于5V，RC的阻值在330k范圍內(nèi)。這時(shí)靈敏度可達(dá)109110mV/，在-1080范圍內(nèi)基本誤差不1。AN6701輸出 (c)10kRC3124515V -+100k10k100k輸出 AN6701 (b)213輸出4515VRC三、IC溫度傳感器的主要特性輸出電壓/V02468101220020406

5、080RC=100kRC=10kRC=1k溫度/C在-1080范圍內(nèi)，RC的值與輸出特性的關(guān)系如下圖。AN6701S有很好的線性，非線性誤差不超過0.5%。若在25時(shí)借助RC將輸出電壓調(diào)整到5V，則RC的值約在330k間，相應(yīng)的靈敏度為109110mV/。校準(zhǔn)后，在-1080范圍內(nèi)，基本誤差不超過1。這種集成傳感器在靜止空氣中的時(shí)間常數(shù)為24s，在流動(dòng)空氣中為11s。電源電壓在515V間變化，所引起的測(cè)溫誤差一般不超過2。整個(gè)集成電路的電流值一般為0.4mA，最大不超過0.8mA（RL=時(shí)）。（二）電流型溫度傳感器AD590簡(jiǎn)介: AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的

6、主要特性如下：1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)。2、AD590的測(cè)溫范圍為-55+150。 3、AD590的電源電壓范圍為4V30V。電源電壓可在4V6V范圍變化，電流變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。（二）電流型溫度傳感器4、輸出電阻為710M。5、精度高。 AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55+150范圍內(nèi)，非線性誤差為0.3 。集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流

7、輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0時(shí)輸出為0，溫度25時(shí)輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。1伏安特性工作電壓：4V30V，I 為一恒流值輸出，ITk，即KT標(biāo)定因子，AD590的標(biāo)定因子為1A/ I = KT TK 4V30V0I/AU/VAD590伏安特性曲線-55+25+150218298423 550 150 273.2AI/ ATC / CAD590溫度特性曲線2溫度特性 其溫度特性曲線函數(shù)是以Tk為變量的n階多項(xiàng)式之和，省略非線性項(xiàng)后則有:Tc攝氏溫度；I 的單位為A。 可見，當(dāng)溫度為0時(shí)，輸出電流為273.2A。在常溫25時(shí)，標(biāo)定輸出電流為2

8、98.2A。I=KTTc273.23AD590的非線性15055T/C0.30.30在實(shí)際應(yīng)用中，T 通過硬件或軟件進(jìn)行補(bǔ)償校正，使測(cè)溫精度達(dá)0.1。其次，AD590恒流輸出，具有較好的抗干擾抑制比和高輸出阻抗。當(dāng)電源電壓由5V向10V變化時(shí)，其電流變化僅為0.2A/V。長時(shí)間漂移最大為0.1，反向基極漏電流小于10pA。55100，T遞增，100150則是遞降。T最大可達(dá)3，最小T0.3，按檔級(jí)分等。T/CAD590非線性誤差曲線 美國DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器DS1820，可把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理。 由于每片DS1820含有唯一的串行序列號(hào)，所以在一條總

9、線上可掛接任意多個(gè)DS1820芯片。從DS1820讀出的信息或?qū)懭隓S1820的信息，僅需要一根口線（單總線接口）。讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS1820供電，而無需額外電源。 DS1820提供九位溫度讀數(shù)，構(gòu)成多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)而無需任何外圍硬件。 （三）數(shù)字輸出型IC溫度傳感器 、 DS1820的特性單線接口：僅需一根口線與MCU連接；無需外圍元件；由總線提供電源；測(cè)溫范圍為-55125，精度為0.5；九位溫度讀數(shù)；A/D變換時(shí)間為200ms；用戶可以任意設(shè)置溫度上、下限報(bào)警值，且能夠識(shí)別具體報(bào)警傳感器。DS 1820123GNDI/OVDD(a) PR35封

10、裝 DS1820的管腳排列DS182012345678I/OGND(b) SOIC封裝NCNCNCNCVDDNC2、 DS1820引腳及功能 GND：地； VDD：電源電壓 I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出腳(單線接口，可作寄生供電) 3 、DS1820的工作原理圖為DS1820的內(nèi)部框圖，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、64位激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式RAM），用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）發(fā)生器等七部分。存儲(chǔ)器控制邏輯64bitROM和單線接口電源檢測(cè)溫度傳感器高溫觸發(fā)器低溫觸發(fā)器8位CRC觸發(fā)器存儲(chǔ)器DS18

11、20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 寄生電源由兩個(gè)二極管和寄生電容組成。電源檢測(cè)電路用于判定供電方式。寄生電源供電時(shí),電源端接地，器件從總線上獲取電源。在I/O線呈低電平時(shí)，改由寄生電容上的電壓繼續(xù)向器件供電。寄生電源兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：檢測(cè)遠(yuǎn)程溫度時(shí)無需本地電源；缺少正常電源時(shí)也能讀ROM。若采用外部電源,則通過二極管向器件供電。(1 ) 寄生電源斜率累加器計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2低溫度系數(shù)晶振高溫度系數(shù)晶振=0=0預(yù)置溫度寄存器預(yù)置比較停止置位/清零加1(2) 溫度測(cè)量原理DS1820測(cè)量溫度時(shí)使用特有的溫度測(cè)量技術(shù)DS1820內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)f。當(dāng)計(jì)數(shù)

12、門打開時(shí)，DS1820對(duì)f0計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)門開通時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對(duì)頻率的非線性予以補(bǔ)償。測(cè)量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為9位（符號(hào)點(diǎn)1位），但因符號(hào)位擴(kuò)展成高8位，故以16位補(bǔ)碼形式讀出，表給出了DS1820溫度和數(shù)字量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。溫度/輸出的二進(jìn)制碼對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制碼+125000000001111101000FAH+2500000000001100100032H+1/200000000000000010001H000000000000000000000H-1/21111111111111111FFFFH-251111111111001110F

13、FCEH-551111111110010010FF92HDS1820溫度與數(shù)字量對(duì)應(yīng)關(guān)系表 64位ROM的結(jié)構(gòu)如下： 開始8位是產(chǎn)品類型的編號(hào)（DS1820為10H），接著是每個(gè)器件的唯一的序號(hào)，共有48位，最后8位是前56位的CRC校驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS1820可以采用一線進(jìn)行通信的原因，主機(jī)操作ROM的命令有五種。指 令說 明讀ROM（33H）讀DS1820的序列號(hào)匹配ROM（55H）繼讀完64位序列號(hào)的一個(gè)命令，用于多個(gè)DS1820時(shí)定位跳過ROM（CCH）此命令執(zhí)行后的存儲(chǔ)器操作將針對(duì)在線的所有DS1820搜ROM（F0H）識(shí)別總線上各器件的編碼，為操作各器件作好準(zhǔn)備報(bào)警搜索（ECH）

14、僅溫度越限的器件對(duì)此命令作出響應(yīng)(3) 64位激光ROM由便箋式RAM和非易失性電擦寫 EERAM組成，后者用于存儲(chǔ)TH、TL值。數(shù)據(jù)先寫入RAM，經(jīng)校驗(yàn)后再傳給EERAM。便箋式RAM占9個(gè)字節(jié)，包括溫度信息（第1、2字節(jié)）、TH和TL值（3、4字節(jié)）、計(jì)數(shù)寄存器（7、8字節(jié)）、CRC（第9字節(jié)）等，第5、6字節(jié)不用。暫存器的命令共6條，見表3.4-3所列。 在正常測(cè)溫情況下，DS1820的測(cè)溫分辨力為0.5，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果：首先用DS1820提供的讀暫存器指令（BEH）讀出以0.5為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位（LSB），得到所測(cè)實(shí)際溫度的

15、整數(shù)部分Tz，然后再用BEH指令取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值Cs和每度計(jì)數(shù)值CD。考慮到DS1820測(cè)量溫度的整數(shù)部分以0.25、0.75為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度Ts可用下式計(jì)算： Ts=（Tz-0.25）+(CD-Cs)/CD (4) 高速暫存器DS1820存貯控制命令指 令說 明溫度轉(zhuǎn)換（44H）啟動(dòng)在線DS1820做溫度A/D轉(zhuǎn)換讀數(shù)據(jù)（BEH）從高速暫存器讀9bits溫度值和CRC值寫數(shù)據(jù)（4EH）將數(shù)據(jù)寫入高速暫存器的第0和第1字節(jié)中復(fù)制（48H）將高速暫存器中第2和第3字節(jié)復(fù)制到EERAM讀EERAM（B8H）將EERAM內(nèi)容寫入高速暫存器中第2和第3字節(jié)讀電源供電方式（B4H）了解D

16、S1820的供電方式 DS1820單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。因此系統(tǒng)對(duì)DS1820的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。DS1820工作工程中的協(xié)議：初始化、ROM操作命令、存儲(chǔ)器操作命令、處理數(shù)據(jù)。 溫度檢測(cè)系統(tǒng)原理 由于單線數(shù)字溫度傳感器DS1820具有在一條總線上可同時(shí)掛接多片的顯著特點(diǎn)，可同時(shí)測(cè)量多點(diǎn)的溫度，而且DS1820的連接線可以很長，抗干擾能力強(qiáng)，便于遠(yuǎn)距離測(cè)量，因而得到了廣泛應(yīng)用。 采用寄生電容供電的溫度檢測(cè)系統(tǒng)89C51DS1820DS1820DS1820P1.0P1.1P1.2TxRx+5VGNDVDDP1.1作輸出口用，相當(dāng)于TxP1.2作輸入口用，相當(dāng)于Rx8

17、9C51DS1820DS1820DS1820P1.0P1.1P1.2TxRx+5VGNDVDDP1.1作輸出口用，相當(dāng)于TxP1.2作輸入口用，相當(dāng)于Rx溫度檢測(cè)系統(tǒng)原理圖如圖所示，采用寄生電源供電方式。為保證在有效的DS1820時(shí)鐘周期內(nèi)，提供足夠的電流，用一個(gè)MOSFET管和89C51的一個(gè)I/O口（P1.0）來完成對(duì)DS1820總線的上拉。當(dāng)DS1820處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度A/D變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10s。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD必須接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的，為了操作方便我們用89C51的P1.1口作發(fā)送口Tx，P1.2

18、口作接收口Rx。此種方法可掛接DS1820數(shù)十片，距離可達(dá)到米，而用一個(gè)口時(shí)僅能掛接10片DS1820，距離僅為20米。同時(shí)，由于讀寫在操作上是分開的，故不存在信號(hào)競(jìng)爭(zhēng)問題。 DS1820采用了一種單線總線系統(tǒng)，即可用一根線連接主從器件，DS1820作為從屬器件，主控器件一般為微處理器。 單線總線僅由一根線組成，與總線相連的器件應(yīng)具有漏極開路或三態(tài)輸出，以保證有足夠負(fù)載能力驅(qū)動(dòng)該總線。DS1820的I/O端是開漏輸出的，單線總線要求加一只5k左右的上拉電阻。 應(yīng)特別注意：當(dāng)總線上DS1820掛接得比較多時(shí)，就要減小上拉電阻的阻值，否則總線拉不成高電平，讀出的數(shù)據(jù)全是0。在測(cè)試時(shí)，上拉電阻可以換

19、成一個(gè)電位器，通過調(diào)整電位器可以使讀出的數(shù)據(jù)正確，當(dāng)總線上有8片DS1820時(shí)，電位器調(diào)到阻值為1.25k時(shí)就能讀出正確數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)具體的傳感器數(shù)量來選擇合適的上拉電阻。 四、IC溫度傳感器的應(yīng)用AD590測(cè)量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場(chǎng)合。由于AD590精度高、價(jià)格低、不需輔助電源、線性好，常用于測(cè)溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。N點(diǎn)最低溫度值的測(cè)量 將不同測(cè)溫點(diǎn)上的數(shù)個(gè)AD590相串聯(lián)，可測(cè)出所有測(cè)量點(diǎn)上的溫度最低值。該方法可應(yīng)用于測(cè)量多點(diǎn)最低溫度的場(chǎng)合。 N點(diǎn)溫度平均值的測(cè)量 把N個(gè)AD590并聯(lián)起來，將電流求和后取平均，則可求出平均溫度。該方

20、法適用于需要多點(diǎn)平均溫度但不需要各點(diǎn)具體溫度的場(chǎng)合。AD590應(yīng)用（一）深井長傳輸線的攝氏溫度測(cè)量 在實(shí)際中，可使用AD590進(jìn)行深井長線傳輸測(cè)溫，并能對(duì)測(cè)溫曲線的非線性誤差進(jìn)行校正。 用AD590為測(cè)溫傳感器，傳輸電纜可達(dá)1000m以上，主要是因AD590本身具有恒流、高阻抗輸出特性，輸出阻抗達(dá)10M。1000m的銅質(zhì)電纜。其直流阻值約為150。所以電纜的影響是微乎其微的。實(shí)驗(yàn)證明，接入1000m電纜后的測(cè)量值與不接入電纜的側(cè)量值。相差值小于0.1。這一變化值是在規(guī)定的測(cè)溫精度范圍內(nèi)的 。長線傳輸攝氏溫度測(cè)量的典型電路如圖。由圖可得設(shè)RT=1k，KT為標(biāo)定因子(1A/K)，則U1=1mV/K

21、Tk因BG1為1.25V穩(wěn)壓管，經(jīng)R2,WT分壓,取U2=273.2mV放大倍數(shù)A=10 ；于是有: +U0ABG1R1R2U2WrRrI1+E9VU1當(dāng)t=55時(shí)，U0=550mV；當(dāng)t=150時(shí)，U0=1500mV。此電路只要BG1的運(yùn)放漂移小，性能穩(wěn)定，RT取0.l精密電阻，加上對(duì)AD590的自身非線性補(bǔ)償后，測(cè)溫精度在測(cè)溫范圍內(nèi)可達(dá)0.1。對(duì)于標(biāo)定因子KT的離散性，可通過調(diào)節(jié)WT來調(diào)整，WT為多圈線精密電位器。U0=(U1-U2)A=1mVTcA =10mV/Tc攝氏TCV轉(zhuǎn)換公式（二）測(cè)溫曲線的非線性誤差校正在實(shí)際測(cè)溫曲線中,若沒有通過校正,曲線如圖，0100溫域曲線是上升的，原因是

22、AD590本身的非線性所致，在55100時(shí)T是遞增的；在100+150的T是遞降的，即U0/T=F(1)。式中的F為測(cè)溫電路的標(biāo)定因子。 80C100CTC標(biāo)準(zhǔn)值T測(cè)量值0N1為固定值，V標(biāo)是反向積分時(shí)所加的標(biāo)準(zhǔn)電壓,實(shí)際上N1/V標(biāo)為一常數(shù)，故該公式為N2-V輸入間的線性關(guān)系式。如果由AD590的非線性產(chǎn)生的V輸入值偏高，要使N2保持不變，只要減小V標(biāo)的值，即可使曲線得到提升；反之，增加V標(biāo)值，曲線就下降。 在實(shí)際電路中，是改變雙積分轉(zhuǎn)換器的參考電壓UREF的值來使測(cè)溫讀數(shù)值得到修正的。這種辦法補(bǔ)償了AD590的非線性誤差，提高了測(cè)量精度。要使整個(gè)測(cè)溫曲線有良好線性關(guān)系，就要使F=1，采取的

23、辦法是利用雙積分A/D轉(zhuǎn)換線性特性，對(duì)曲線分段校正，線性雙積分A/D轉(zhuǎn)換的基本公式為：一、鉑電阻溫度傳感器利用純鉑絲電阻隨溫度的變換而變化的原理設(shè)計(jì)研制成的。可測(cè)量和控制200650范圍內(nèi)的溫度，也可作對(duì)其他變量(如：流量、導(dǎo)電率、pH值等)測(cè)量電路中的溫度補(bǔ)償。有時(shí)用它來測(cè)量介質(zhì)的溫差和平均溫度。它具有比其他元件良好的穩(wěn)定性和互換性。目前，鉑電阻上限溫度達(dá)850。123451云母片骨架； 2鉑絲； 3銀絲引出線；4保護(hù)用云母； 5綁扎用銀帶第五節(jié) 其他溫度傳感器鉑電阻的純度以R100/R0表示，R100表示在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸點(diǎn)時(shí)的鉑的電阻值。國際溫標(biāo)規(guī)定，作為基準(zhǔn)器的鉑電阻，其R100/R0

24、不得小于1.3925。我國工業(yè)用鉑電阻分度號(hào)為BA1、BA2，其R100/R0=1.391。用途：鋼鐵,地質(zhì),石油,化工等生產(chǎn)工藝流程,各種食品加工,空調(diào)設(shè)備及冷凍庫,恒溫槽等的溫度檢測(cè)與控制中。二、水晶溫度傳感器 水晶振子具有優(yōu)良的頻率穩(wěn)定性。利用這種特性制成的高精度晶振，已廣泛應(yīng)用于通信、檢測(cè)、控制儀器及微機(jī)等領(lǐng)域。二、水晶溫度傳感器水晶振子根據(jù)需要可切割成各種水晶板。主要切割形式有：AT、AC、RS、LC、Y等，其中，AT切割都使用在相對(duì)溫度頻率誤差小的切割中。水晶振子的固有振動(dòng)頻率，可用下式表示： 式中f固有頻率；n諧波次數(shù)；t振子厚度 水晶的密度；Cii彈性常數(shù)。式中的t、Cii均是

25、溫度的函數(shù)。水晶溫度傳感器就是利用水晶振子的振動(dòng)頻率隨溫度變化的特性制成的 （一）水晶溫度傳感器的特性在各種切割中，相對(duì)溫度頻率誤差大的切割有Y、LC、RS、AC等。溫度和水晶振子頻率的關(guān)系一般用： fTT時(shí)的頻率； fT0T0時(shí)的頻率； T測(cè)量溫度； T0基準(zhǔn)溫度（任意）；A、B、C方程式的1次、2次、3次項(xiàng)的溫度系數(shù)。 如果方程的2次、3次項(xiàng)的溫度系數(shù)近似為0，就可以得到線性水晶溫度傳感器。 由于切割形式不同，溫度系數(shù)也不同。LC切割傳感器的特性如下表。水晶溫度傳感器的特性 項(xiàng)目A/10-6B/10-9C/10-12靈敏度約1000Hz/時(shí)的頻率，MHz諧波次數(shù)nY92.7561.7428

26、.8310.61RS42.501.25-39.7523.53LC38.090028.23切割3.12 max8.0以下0.23.750.500.30.070.31.1 0.20.3max10min0.5以下4.7以下QTY-451QTY-452 QTL-451QTY-3816.5以下目前，日本制造出的水晶溫度傳感器有Y切割的QTY-452、QTY-451、QTY-381 LC切割的QTL-451，如圖。 水晶溫度傳感器外形圖（二）水晶溫度探測(cè)器 水晶探測(cè)器是由傳感器和振蕩電路組裝在一起制成的，適用于檢測(cè)液體、固體或氣體的溫度。（三）水晶溫度傳感器的應(yīng)用水晶溫度傳感器可廣泛用于空調(diào)、電子工業(yè)、食

27、品加工等領(lǐng)域。由于可用數(shù)字顯示，所以，可作為高穩(wěn)定性和高分辨率的溫度計(jì)使用。 三、 分布溫度傳感器 溫度越限往往造成火災(zāi)、爆炸或機(jī)毀人亡等惡性事故。對(duì)于在空間延伸的設(shè)備和裝置，進(jìn)行溫度越限的檢測(cè)和控制尤為重要。避免溫度越限不可能通過溫度的點(diǎn)測(cè)來實(shí)現(xiàn)，如電力電纜表層某一點(diǎn)溫度的檢測(cè)和控制。因此,這種傳感器在溫度檢測(cè)與控制中，具有獨(dú)特重要作用。（一）一次觸發(fā)式分布溫度傳感器僅能觸發(fā)一次，然后必須重新設(shè)定測(cè)量位置。最普通的是利用易熔塑料分割兩根導(dǎo)線制成。當(dāng)溫度越限使塑料融化時(shí)，分割的兩根導(dǎo)線產(chǎn)生短路電流，短路電流可利用電纜終端的裝置測(cè)出。其主要缺點(diǎn)是：僅能觸發(fā)一次，不適于連續(xù)檢測(cè)；不能進(jìn)行非破壞性試

28、驗(yàn)，每次都必須接到傳感器電纜的一個(gè)新部位上；一般僅適用于火焰檢測(cè)。 （二）重復(fù)使用式分布溫度傳感器 重復(fù)使用式溫度傳感器適用于溫度連續(xù)監(jiān)測(cè)1 熱敏電阻材料包裹導(dǎo)線式傳感器 是利用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻材料，以同軸方式包裹中心電纜，并用金屬外套封裝這個(gè)同軸電纜。當(dāng)在延伸電纜長度方向上的任一點(diǎn)的溫度低于觸發(fā)溫度時(shí) ，傳感器處于正常工作狀態(tài)，此時(shí)中心導(dǎo)線與外套間的電阻為高值；但當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值時(shí)，電阻就下降的相應(yīng)值。報(bào)警點(diǎn)的溫度與對(duì)應(yīng)的最小阻值相對(duì)應(yīng)。 由于這種傳感器是一種空間積累式溫度傳感器，一段長的熱段和一段短的熱段所測(cè)的電阻值相同，因此，沿傳感器長度延伸方向出現(xiàn)溫度越限的位置，不能由測(cè)量電阻

29、值來確定。 2熱敏材料填充式傳感器將熱敏材料填充在中心導(dǎo)線與圓柱形金屬套之間構(gòu)成的同軸電纜，所用的熱敏材料是易溶鹽化合物。在正常工作狀態(tài)下，鹽化合物為固態(tài)，導(dǎo)線與金屬套間阻值最大。當(dāng)溫度升高，鹽化合物熔化時(shí)，填充層的阻值顯著下降。椐此可測(cè)出電纜是否過熱。3氣壓輸送管這種傳感器實(shí)際上是一個(gè)充滿惰性氣體的氣壓輸送管，當(dāng)溫度升高時(shí)，連接在電觸膜盒上所受的壓力增加，椐此來測(cè)定越限溫度。但這種傳感器也不能以任何方式測(cè)定出故障的確切位置，也只能檢測(cè)出是否過熱。 4導(dǎo)電聚合物式傳感器這種傳感器為同軸電容器式結(jié)構(gòu)，中心導(dǎo)線用電介質(zhì)被覆，導(dǎo)線塑料壓涂在已被覆電介質(zhì)的導(dǎo)線上。導(dǎo)電塑料應(yīng)選用在預(yù)定的出發(fā)點(diǎn)附近，且為正電阻溫度系數(shù)較大的材料。最外層是防護(hù)塑料套，其結(jié)構(gòu)如圖。 金屬導(dǎo)體電介質(zhì)導(dǎo)體塑料保護(hù)塑料套4導(dǎo)電聚合物式傳感器金屬導(dǎo)體電介質(zhì)導(dǎo)體塑料保護(hù)塑料套 按要求選定具有某一觸發(fā)溫度值的傳感器電纜，并使其與監(jiān)控設(shè)備之間保持良好熱接觸。如果在傳感器電纜長度方向上的任何一部分超過預(yù)定的觸發(fā)溫度，則該部分的導(dǎo)電塑料中的阻值將大大增加。由于不能通過高電阻對(duì)電纜充放電，所以電容值減小。根據(jù)越限溫度時(shí)的電容值和正常溫度電容值之比,可測(cè)出溫度觸發(fā)點(diǎn)的位置。目前，一種長180m以上的這種傳感器，在國外已投入使用，其觸發(fā)溫度為1255，測(cè)位精度達(dá)5m。