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新型数字温度传感器的原理及应用

www.cechina.cn2012.09.09阅读 2142

  在传感器技术突飞猛进的今天,多家现代传感器企业提供的新型数字温度传感器,与传统温度传感器相比,具有性价比高、性能优越、可靠性高、使用方便、体积小、灵敏度高和控制电路简单等特点。完全可以替代传统热敏电阻和电阻式温度检测器。
  新型数字温度传感器原理
  数字温度传感器也叫热电偶,是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时控制工程网版权所有,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流控制工程网版权所有,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:(1)测量精度高;(2)测量范围广;(3)构造简单,使用方便。
  新型数字温度传感器的应用
  新型数字温度传感器的应用范围很广,它不仅广泛应用于寻常百姓的日常生活中,而且也大量用于现代工业生产的自动化控制和生产过程检测控制系统。
  当前,世界范围内温度传感器正从模拟式向新型数字式、从传统集成式向现代智能化的方向发展。新型数字温度传感器自从二十世纪九十年代中期面世以来CONTROL ENGINEERING China版权所有,在中国国内也迅猛发展,并迅速在广大人民群众的日常生活中推广应用。下面试以美国模拟器件公司出品的单片机温度监控系统集成电路(AD7416)为例简单介绍。
  AD7416在每次上电时的默认参数如下:
  *TOUI设置为80℃、THYST设置为75℃;
  *OTI采用比较方式工作;
  *OTI输出低电平有效;
  *故障排队长度设置为1。
  这些默认值可使该温度传感器在不连接串行总线时用作自动调温器,图4所示就是AD7416作为自动调温器的典型应用电路原理图。当被测量的环境温度低于THYST时,OTI输出高电平,Q1导通控制工程网版权所有,继电器吸合,加热器开始工作;当被测量的环境温度高于TOTI时,OTI输出低电平CONTROL ENGINEERING China版权所有,将Q1的基极电位拉低以使其截止,继电器释放,加热器停止工作。
  新型数字温度传感器在实际应用中要注意下面几个问题:
  *为防止环境干扰,AD7416的电源同地线之间要并接容值大于0.1μF的钽电容;
  *AD7416的感温器件在芯片内部,因此芯片表面要被测物体紧密接触;
  *由于芯片自耗电的存在,AD7416工作时的自身温升约为0.2,所以在精确测温时应采取低功耗的工作方式;
  *OTI输出端的上拉电阻的阻值越大,流入AD7416的电流越小,其温升也越小,但上拉电阻最大不能超过30kΩ,通常选10kΩ;
  *与I2C兼容的接口总线在AD7416上电后就一直有效,因此在芯片处于休眠状态下仍可进行片内数据的读出和写入。
  虽然新型数字温度传感器有诸多优点,但在实际应用时,由于采用单总线数据传输方式,对读写的操作时序要求严格。合理应用新型温度传感器构建的测温系统,具有结构简单,测温精度高,连接方便,占用口线少,转换速度快,与微处理器的接口简单,给硬件设计工作带来了极大的方便,能有效地降低成本,缩短开发周期。(end)
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