文档介绍：选择合适的温度测量传感器
热电偶 Thermal Couple
热电阻 Resistance Temperature Detector (RTD)
热敏电阻 Thermally Sensitive Resistor (TSR)
热电偶(Thermal Couple)基本知识
结构:两个不同金属导体连接而成
原理:随着温度变化,电压升高
缺点:非线性
需要的调理:
冷端补偿(CJC)
放大
线性化
滤波
隔离
热电阻(RTD)基本知识
原理:电阻阻值与温度成比例
标定:0 °C时铂电阻传感器为100Ω
测量范围:测量温度可达800 °C
需要的信号调理
放大
低通滤波
线性化
隔离
电流激励
4线制连接
热敏电阻(TSR)的基本知识
原理:电阻阻值与温度成比例
标定:在25 °C时, k至 10 k
测量范围:测量温度可达 300 °C
需要的信号调理
放大
低通滤波
线性化
隔离
电流激励
2线制连接
放大(Amplification)
两个原因:
提高信噪比(SNR)
利用ADC的全部精度范围
小电压信号
外部放大器
数据采集设备
导线
仪器放大器
噪音
ADC
+
_
生理信号
ADC:模数转化器
线性化(Linearization)
热电偶连接点处的温度与生成的电压成正比
在大的温度范围内,电压与温度的关系存在非线性
可以用硬件和软件实现线性化
V (mV)
Temp Diff (F)
200
600
1000
1400
1800
2200
2600
3000
3400
60
50
40
30
20
10
0
E
J
K
R
线性化(Linearization)
观察①②之间有何不同?
冷端补偿(Code pensation)
热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。
滤波(Filter)
去除噪音信号
去除不需要的频率信号
低通滤波器
Time Domain
Frequency Domain
Time Domain
Frequency Domain
温度传感器的比较
热电偶
不需额外供电
便宜
可靠
温度范围大
热电阻(RTDs)
热敏电阻
小电压
冷端补偿
精度变化
非常精确
非常稳定
价格高
电流激励
小电阻
本身会发热
高阻抗
温度敏感
低热量
输出非线性
有限工作范围
电流激励
本身会发热