電子體溫計是利用溫度傳感器輸出電信号,直接輸出數字信号或者再將(jiāng)電流信号(模拟信号)轉換成(chéng)能(néng)夠被(bèi)内部集成(chéng)的電路識别的數字信号,然後(hòu)通過(guò)顯示器(如液晶、數碼管、LED矩陣等)顯示以數字形式的溫度,能(néng)記錄、讀取被(bèi)測溫度的最高值。
電子體溫計最核心的元件就(jiù)是感知溫度的溫度傳感器,而這(zhè)種(zhǒng)傳感器市面(miàn)上使用的有多種(zhǒng),今天我們一起(qǐ)來看下。
1.熱電阻傳感器
物質的電阻率随著(zhe)溫度變化而變化的現象稱爲熱電阻效應。當溫度變化時(shí)導體或半導體的電阻值随著(zhe)溫度而變化,對(duì)金屬來說(shuō),溫度上升時(shí),金屬的電阻值將(jiāng)增大。這(zhè)樣(yàng),在一定溫度範圍内,我們可以通過(guò)測量敏感材料的電阻來确定被(bèi)測的溫度。根據熱電阻效應制成(chéng)的傳感器叫(jiào)做熱電阻傳感器。熱電阻傳感器按電阻一溫度特性的不同可分爲金屬熱電阻和半導體熱電阻兩(liǎng)大類。一般把金屬熱電阻稱爲熱電阻,常用金屬材料制成(chéng),如鉑、銅、鎳等;而把半導體熱電阻稱爲熱敏電阻,可以是以半導體材料制成(chéng)的陶瓷器件,如錳、鎳、鑽等金屬的氧化物與其它化合物按不同配比燒結而成(chéng)。熱電阻的溫度系數一般爲正值。 [1]
2.熱敏電阻傳感器
金屬的電阻值随著(zhe)溫度的升高而增大,但半導體卻相反,它的電阻值随著(zhe)溫度的升高而急劇減小,并呈現非線性。在溫度變化的同時(shí),熱敏電阻的阻值變化約爲鉑熱電阻的10倍。通過(guò)測量熱敏電阻阻值的變化,便可以得知被(bèi)測介質的溫度變化。
熱敏電阻具有體積小、靈敏度高、反應速度快、分辨率高等優點。典型的熱敏電阻的缺點是線性度低、穩定性差。 [1]
3.熱電偶溫度傳感器
熱電偶測溫是基于“熱電動勢效應”原理來完成(chéng)的。所謂熱電動勢效應是指A、B兩(liǎng)種(zhǒng)不同的導體組成(chéng)閉合回路,該閉合回路叫(jiào)熱點回路。若兩(liǎng)導體兩(liǎng)結點溫度不同,則在回路中有一定電流,表明在回路中産生電動勢。常用熱電偶由兩(liǎng)根不同的導線組成(chéng),他們的一段焊接在一起(qǐ),叫(jiào)做“熱端”(通常爲測量端),放入到被(bèi)測介質中。不連接的兩(liǎng)個自由端叫(jiào)做冷端(通常爲參比端)。
熱電偶主要用于氣體、蒸汽、液體等介質的測量,具有結構簡單、制作方便、測量範圍寬、精度高、熱慣性小等特點。熱電偶溫度傳感器缺點是靈敏度低,線性不好(hǎo),冷端需要溫度補償。 [1]
4.集成(chéng)溫度傳感器
集成(chéng)溫度傳感器是采用矽半導體集成(chéng)工藝而制成(chéng)的,因此亦稱矽傳感器。集成(chéng)溫度傳感器是在20世紀80年代問世的,它是將(jiāng)溫度傳感部分、放大電路、驅動電路、信号處理電路等集成(chéng)在一個芯片上、可完成(chéng)溫度測量及模拟信号輸出功能(néng)。集成(chéng)溫度傳感器與熱敏電阻等其它溫度傳感器相比具有靈敏度高、線性度好(hǎo)、響應速度快和良好(hǎo)的線性度和一緻性等特點。同時(shí),具有功能(néng)單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等特點,适合遠距離測溫、控溫,不需要進(jìn)行非線性校準,外圍電路簡單。它是目前在國(guó)内外應用最爲普遍的一種(zhǒng)集成(chéng)傳感器。随著(zhe)集成(chéng)溫度傳感器生産成(chéng)本的降低,它會(huì)在更多的領域中得到廣泛的應用。