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1、列舉幾種能測溫度的傳感器，簡述其原理。并找一個(gè)適合西安溫度測量的傳感器。pt100溫度傳感器原理PT100是一個(gè)溫度傳感器,是一種穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱電阻傳感器,可以工作在 -200 至 650 的范圍.電阻式溫度檢測器(RTD,Resistance Temperature Detector)是一種物質(zhì)材料作成的電阻,它會(huì)隨溫度的上升而改變電阻值,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻係數(shù),如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負(fù)電阻系數(shù)。大部分電阻式溫度檢測器是以金屬作成的,其中以白金(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,最為穩(wěn)定耐酸堿、不會(huì)變質(zhì)、相當(dāng)線性.,最受工業(yè)界采用。PT100溫度感測器是一種以白金(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,屬于正電阻系數(shù),其電阻和溫度變化的關(guān)系式如下：R=Ro(1+T)其中=0.00392,Ro為100(在0的電阻值),T為攝氏溫度因此白金作成的電阻式溫度檢測器,又稱為PT100。 1：Vo=2.55mA 100(1+0.00392T)=0.255+T/1000 。2：量測Vo時(shí),不可分出任何電流,否則量測值會(huì)不準(zhǔn)。電路分析由于一般電源供應(yīng)較多零件之后,電源是帶雜訊的,因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件,由于7.2V齊納二極體的作用,使得1K電阻和5K可變電阻之電壓和為6.5V,靠5K可變電阻的調(diào)整可決定電晶體的射(集極)極電流,而我們須將集極電流調(diào)為2.55mA,使得量測電壓V如箭頭所示為0.255+T/1000。其后的非反向放大器,輸入電阻幾乎無限大,同時(shí)又放大10倍,使得運(yùn)算放大器輸出為2.55+T/100。6V齊納二極體的作用如7.2V齊納二極體的作用,我們利用它調(diào)出2.55V,因此電壓追隨器的輸出電壓V1亦為2.55V。其后差動(dòng)放大器之輸出為Vo=10(V2-V1)=10(2.55+T/100-2.55)=T/10,如果現(xiàn)在室溫為25,則輸出電壓為2.5V。 工作原理:傳感器的接入非常簡單,從系統(tǒng)的 5V 供電端僅僅通過一支 3K92 的電阻就連接到 PT100 了.這種接法通常會(huì)引起嚴(yán)重的非線性問題,但是.由于有了單片機(jī)的軟件校正作為后盾,因此就簡化了傳感器的接入方式.PN結(jié)溫度傳感器及測溫電路原理 溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化，所以能作溫度傳感器的材料相當(dāng)多。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數(shù)變化的有：膨脹、電阻、電容、而電動(dòng)勢、磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，新型溫度傳感器還會(huì)不斷涌現(xiàn)。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度測量的范圍極寬，從零下幾百度到零上幾千度，而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內(nèi)使用。具體可參考本站文章:常用的測溫傳感器的種類與測溫范圍 及 常用溫度傳感器的比較及選型。溫度傳感器的種類較多，我們主要介紹PN結(jié)溫度傳感器及應(yīng)用電路。PN結(jié)溫度傳感器 工作原理 晶體二極管或三極管的PN結(jié)的結(jié)電壓是隨溫度而變化的。例如硅管的PN結(jié)的結(jié)電壓在溫度每升高1時(shí)，下降-2mV，利用這種特性，一般可以直接采用二極管（如玻璃封裝的開關(guān)二極管1N4148）或采用硅三極管（可將集電極和基極短接）接成二極管來做PN結(jié)溫度傳感器。這種傳感器有較好的線性，尺寸小，其熱時(shí)間常數(shù)為0.22秒，靈敏度高。測溫范圍為-50+150。典型的溫度曲線如圖1所示。同型號(hào)的二極管或三極管特性不完全相同，因此它們的互換性較差。應(yīng)用電路(一)圖（2）是采用PN結(jié)溫度傳感器的數(shù)字式溫度計(jì)，測溫范圍-50150，分辨率為0.1,在0100范圍內(nèi)精度可達(dá)1。圖中的R1，R2，D，W1組成測溫電橋，其輸出信號(hào)接差動(dòng)放大器A1，經(jīng)放大后的信號(hào)輸入02.000V數(shù)字式電壓表（DVM）顯示。放大后的靈敏度10mV/。A2接成電壓跟隨器。與W2配合可調(diào)節(jié)放大器A1的增益。 通過PN結(jié)溫度傳感器的工作電流不能過大，以免二極管自身的溫升影響測量精度。一般工作電流為100300mA。采用恒流源作為傳感器的工作電流較為復(fù)雜，一般采用恒壓源供電，但必須有較好的穩(wěn)壓精度。精確的電路調(diào)整非常重要，可以采用廣口瓶裝入碎冰渣（帶水）作為0的標(biāo)準(zhǔn)，采用恒溫水槽或油槽及標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)作為100或其它溫度標(biāo)準(zhǔn)。在沒有恒水槽時(shí)，可用沸水作為100的標(biāo)準(zhǔn)（由于各地的氣壓不同，其沸點(diǎn)不一定是100，可用0100的水銀溫度計(jì)來校準(zhǔn)）。 將PN結(jié)傳感器插入碎冰渣廣口瓶中，等溫度平衡，調(diào)整W1，使DVM顯示為0V，將PN結(jié)傳感器插入沸水中（設(shè)沸水為100），調(diào)整W2，使DVM實(shí)現(xiàn)為100.0V，若沸水溫度不是100時(shí)，可按照水銀溫度計(jì)上的讀數(shù)調(diào)整W2，使DVM顯示值與水銀溫度計(jì)的數(shù)值相等。再將傳感器插入0環(huán)境中，等平衡后看顯示是否仍為0V，必要時(shí)再調(diào)整W1使之為0V，然后再插入沸水，看是否與水銀溫度計(jì)計(jì)數(shù)相等，經(jīng)過幾次反復(fù)調(diào)整即可。 圖中的DVM是通用3位半數(shù)字電壓表模塊MC14433，可以裝入儀表及控制系統(tǒng)中作顯示器。MC14433的應(yīng)用電路可參考本網(wǎng)站的常用A/D轉(zhuǎn)換器中的技術(shù)手冊。它的主要技術(shù)指標(biāo)如下：基本量程：1.999V(2V) 線性誤差：該讀數(shù)的0.05%1字 電源：57.5V單電源 平均功耗：300mW 過量程時(shí)：數(shù)字閃爍 DU腳接地時(shí)：數(shù)據(jù)可保持 應(yīng)用電路(二) 下面我們來看看利用不帶A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測溫的應(yīng)用電路。 這里我們選用內(nèi)帶一個(gè)模擬比較放大器的AT89C2051單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)這一功能，AT89C2051是一片ATMEL公司推出的兼容C51的8位單片機(jī)，內(nèi)帶2k的Flash程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的內(nèi)部RAM,具有15個(gè)I/O口，6個(gè)中斷源，只有20個(gè)引腳，價(jià)格也相當(dāng)便宜，可謂價(jià)廉物美的單片機(jī)。詳細(xì)的資料可參見本網(wǎng)站的“ATMEL單片機(jī)”中的AT89C2051。其中內(nèi)含一個(gè)模擬比較放大器，P1.0是比較放大器的同相輸入端，P1.1是比較放大器的反相輸入端，這兩個(gè)輸入輸出口內(nèi)部并沒有上拉電阻，比較放大器的輸出端連至P3.6，也沒有引出，但可用指令訪問該引腳。 在該單片機(jī)外接RC元件即可構(gòu)成簡單的，低精度的A/D轉(zhuǎn)換電路，電路如圖3所示，P1.0（同相端）接上RC充放電阻和電容，P1.1（反相端）作為外部被測溫度電壓的輸入端，作為PN結(jié)溫度傳感器，本身輸出電壓較低，可參照上一節(jié)我們給出的放大電路，溫度傳感電壓經(jīng)放大后再引至單片機(jī)的輸入端。P1.2充放電控制端通過一個(gè)數(shù)k的電阻接正電源Vcc，因?yàn)镽1遠(yuǎn)小于R2，可以認(rèn)為在P1.2輸出邏輯高電平時(shí)，電壓是相當(dāng)接近Vcc高電平的。 電路工作過程如下：程序開始時(shí)，先置P1.2為邏輯低電平，并延時(shí)一小段時(shí)間，使P1.2為低電平，電容C經(jīng)R2放完電，此時(shí)，P1.0=0V，而P1.10V,比較放大器輸出“0”電平，接著置P1.2為高電平，同時(shí)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)電容C上的電壓Vc充到Vc=Vx時(shí)，P1.0與P1.1的電位相等，比較放大器的同相端和反相端電平相等時(shí)，輸出端P3.6輸出高電平，當(dāng)掃描查詢到P3.6為高電平時(shí)即停止計(jì)時(shí)，那么只要測得開始對電容充電到P3.6輸出高電平的時(shí)間，通過換算即可得到外部被測溫度電壓的值。 這里需要指出，從圖5中我們可以看到，電容器的充電過程并非線性，其充電過程可以描述為： 這個(gè)非線性特性，我們在單片機(jī)編程時(shí)，可以通過補(bǔ)償和校正的方法加以解決，最常用的方法也是最簡單的方法是通過查表的辦法進(jìn)行修正。這樣便可滿足一種低精度簡易的溫度測量要求。GWD100G型溫度傳感器GWD100G 型溫度傳感器（以下簡稱傳感器）是用于連續(xù)監(jiān)測煤礦井下環(huán)境溫度或抽放管道內(nèi)氣體溫度的模擬量傳感器，能就地?cái)?shù)字顯示溫度測量值并輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳送給關(guān)聯(lián)設(shè)備。該傳感器經(jīng)國家防爆檢驗(yàn)機(jī)關(guān)進(jìn)行聯(lián)機(jī)檢驗(yàn)后，可與國內(nèi)各類型監(jiān)測系統(tǒng)配套，適用于煤礦井下有自燃傾向的采掘工作面、回風(fēng)巷、采空區(qū)、機(jī)電硐室等地點(diǎn)固定適用和瓦斯抽放管道中連續(xù)監(jiān)測溫度使用。產(chǎn)品的型號(hào)定義如下：G W D 100 G 管道用 測量范圍 電子式 溫度 傳感器該傳感器具有以下特點(diǎn)：1） 采用高精度和新型智能數(shù)字高精度溫度IC元件，使用壽命長，防潮防塵防腐蝕，儀器性能更加穩(wěn)定；2） 采用新型單片微機(jī)和高集成數(shù)字化電路，使電路結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，便于維修與調(diào)試；3） 采用紅外遙控調(diào)校零點(diǎn)、靈敏度等功能，調(diào)校簡便；4） 外殼采用Q235鋼材料設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了傳感器的抗沖擊和抗腐蝕能力。二、工作原理該傳感器以多功能超低功耗的單片機(jī)（SOC）為中央處理單元、由放大電路、數(shù)字顯示、信號(hào)輸出等單元電路組成，框圖如下：In321放大顯 示CPU主板看門狗、時(shí)鐘電源處理及其他功能塊信號(hào)輸出、通訊遙 控 接 收EEPR