解析數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用

       傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。多家現(xiàn)代傳感器企業(yè)提供的新型數(shù)字溫度傳感器，與傳統(tǒng)溫度傳感器相比，具有性價(jià)比高、性能優(yōu)越、可靠性高、使用方便、體積小、靈敏度高和控制電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。完全可以替代傳統(tǒng)熱敏電阻和電阻式溫度檢測(cè)器。

　　新型數(shù)字溫度傳感器原理

　　數(shù)字溫度傳感器也叫熱電偶，是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)測(cè)量精度高；(2)測(cè)量范圍廣；(3)構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。

　　新型數(shù)字溫度傳感器的應(yīng)用

　　當(dāng)前世界范圍內(nèi)溫度傳感器正從模擬式向新型數(shù)字式、從傳統(tǒng)集成式向現(xiàn)代智能化的方向發(fā)展。新型數(shù)字溫度傳感器自從二十世紀(jì)九十年代中期面世以來(lái)，在中國(guó)國(guó)內(nèi)也迅猛發(fā)展，并迅速在廣大人民群眾的日常生活中推廣應(yīng)用。

　　新型數(shù)字溫度傳感器的應(yīng)用范圍很廣，它不僅廣泛應(yīng)用于尋常百姓的日常生活中，而且也大量用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制和生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)控制系統(tǒng)。下面試以美國(guó)模擬器件公司出品的單片機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)集成電路(AD7416)為例簡(jiǎn)單介紹。

　　AD7416在每次上電時(shí)的默認(rèn)參數(shù)如下：

　　TOUI設(shè)置為80℃、THYST設(shè)置為75℃；

　　OTI采用比較方式工作；

　　OTI輸出低電平有效；

　　故障排隊(duì)長(zhǎng)度設(shè)置為1。

　　這些默認(rèn)值可使該溫度傳感器在不連接串行總線時(shí)用作自動(dòng)調(diào)溫器，圖4所示就是AD7416作為自動(dòng)調(diào)溫器的典型應(yīng)用電路原理圖。當(dāng)被測(cè)量的環(huán)境溫度低于THYST時(shí)，OTI輸出高電平，Q1導(dǎo)通，繼電器吸合，加熱器開(kāi)始工作；當(dāng)被測(cè)量的環(huán)境溫度高于TOTI時(shí)，OTI輸出低電平，將Q1的基極電位拉低以使其截止，繼電器釋放，加熱器停止工作。

　　新型數(shù)字溫度傳感器在實(shí)際應(yīng)用中要注意下面幾個(gè)問(wèn)題：

　　為防止環(huán)境干擾，AD7416的電源同地線之間要并接容值大于0.1μF的鉭電容；

　　AD7416的感溫器件在芯片內(nèi)部，因此芯片表面要被測(cè)物體緊密接觸；

　　由于芯片自耗電的存在，AD7416工作時(shí)的自身溫升約為0.2，所以在精確測(cè)溫時(shí)應(yīng)采取低功耗的工作方式；

　　OTI輸出端的上拉電阻的阻值越大，流入AD7416的電流越小，其溫升也越小，但上拉電阻最大不能超過(guò)30kΩ，通常選10kΩ；

　　與I2C兼容的接口總線在AD7416上電后就一直有效，因此在芯片處于休眠狀態(tài)下仍可進(jìn)行片內(nèi)數(shù)據(jù)的讀出和寫(xiě)入。

　　雖然新型數(shù)字溫度傳感器有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于采用單總線數(shù)據(jù)傳輸方式，對(duì)讀寫(xiě)的操作時(shí)序要求嚴(yán)格。合理應(yīng)用新型溫度傳感器構(gòu)建的測(cè)溫系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，測(cè)溫精度高，連接方便，占用口線少，轉(zhuǎn)換速度快，與微處理器的接口簡(jiǎn)單，給硬件設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了極大的方便，能有效地降低成本，縮短開(kāi)發(fā)周期。相信不久的將來(lái)，新型數(shù)字溫度傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱(chēng)的新水平。