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河北沧州利坤电子有限公司

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  一、温度传感器信号传输模式
  温度传感器信号传输的模式,根据温度传感器的种类及其与数据采集器之间连接方式的不同,可以分为多线制和总线制。
  1、多线制
  对于使用模拟温度传感器的温度检测系统,为了解决温度传感器供电和信号传输问题,温度传感器与数据采集器之间采用多线方式连接,即每个温度传感器和传感器外壳至少有两根线与数据采集器相连,这样按线的分配方式不同,常见的有2N线制、N+2线(2根公共线)制和N+1线(1根公共线)制等几种。
  多线制系统用线量大,安装、调试和维护困难,点数多时将造成成本的大幅度提高。但由于原理简单、可靠性高,目前在小规模工程及工业领域仍然多有应用。
  2、总线制
  随着通信技术的进步,出现了总线制传输方式。总线制通常采用地址编码方式,将所有的传感器并联在2~4根总线上,每个温度传感器拥有自己单独的地址以区别其它温度传感器。目前应用较多的是2总线制和单总线制。

  二、不同材料制成的温度传感器
  依据制作温度传感器采用材料的不同,常用的温度传感器有热电偶、热电阻、NTC热敏电阻、半导体温度传感器等。
  1、热电偶温度传感器
  热电偶由两种特定的金属材料(如铂锗)结合后制成,测温范围一般在184~2300℃。热电阻是由一种特定的金属材料(如铂等)制成的,测温范围一般在200~850℃。以上两种温度传感器测温范围宽、可以在高温场合工作、体积较大、成本较高。
  2、NTC热敏电阻温度传感器
  NTC热敏电阻即负温度系数热敏电阻。它由Mn一Co一Ni一Fe一Cu等过渡金属化合物的2一4种组成,采用陶瓷工艺烧结而成。测温范围一般在55~300℃。NTC热敏电阻阻值随温度的变化符合指数规律,其最大的缺点也在于它的非线性,一般需要经过线性化处理,使输出电压与温度之间基木上成线性关系。NTC热敏电阻温度传感器的一致性和互换性较差。
  3、半导体温度传感器
  半导体温度传感器的温度检测依据是PN结正向电压和温度的关系。其测温范围一般在55~150℃。
  半导体温度传感器很容易制成集成温度传感器。与热电偶、热电阻、热敏电阻等其它温度传感器相比,半导体温度传感器具有灵敏度高、线性度好、响应速度快等特点。另外,它将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上,有尺寸小、使用方便等特点。
  三、不同信号输出方式的温度传感器
  根据温度传感器的输出信号方式,可以分为模拟温度传感器、逻辑温度传感器和数字温度传感器。
  1、模拟温度传感器
  模拟温度传感器输出模拟信号(电压或电流)。模拟信号必须经过专门的接口电路,转换成数字信号后才能由微处理器进行处理。
  电压输出温度传感器主要特点是电源电压和电流比较低,在传输线路电压降和电压噪声不是主要考虑因素时,其电压输出直接成为控制系统和数据采集系统的输入。常用的电压输出半导体温度传感器有NS公司的LM35/45/50等。
  电流输出温度传感器的主要特点是输出阻抗高,输出电流不受传输线路电压降和电压噪声的影响,且对电源电压脉冲和漂移具有很强的抑制能力。电流输出温度传感器与微处理器接口时,一般仍需将电流变成电压,再转换成微处理器可以处理的信号。这样的传感器有AD公司的AD590、TMP17等。
  2、逻辑温度传感器
  逻辑温度传感器在有些文献中将其划分为模拟传感器,称为输出跳变信号的模拟温度传感器。逻辑温度传感器可由传统的传感器和比较器等传感器配件组合或集成而成。当温度超过预设门限时,输出发生变化,一般是电平发生跳变。如Maxim公司的MAX6501/6502,AD公司的AD22105等均属此类产品。
  3、数字温度传感器
  习惯上将具有数字输出能力的温度传感器称为数字温度传感器。数字温度传感器目前有单线输出和多线输出等形式。
  单线输出数字温度传感器的特点是接口电路简单。由于只有一根输出线,测量出的温度值必须转换成某种方式以方便进行输出。常见的输出方式有时间输出、频率输出及数值输出等。由微处理器将温度传感器输出的信号转换成真实温度值,再进行进一步的处理与控制。
  多线输出数字温度传感器采用的是目前比较成熟的几种工业总线形式,输出格式时序严格遵守某种协议,方便使用,适合于各种场合,尤其是远端测量。这种温度传感器一般有多根线进行输出。
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