概述

温度检测在工业体系中的重要感化表示在三个方面。

1.温度控制，例如恒温炉、冷冻箱和情况控制体系，根据实测温度断定实施加热/致冷操作。

2.校准各类传感器、振荡器及其它经常随温度变更的元件。由此，必须经由过程测量温度确保敏感体系元件的精度。


3.保护元件和体系在极端温度下不被破坏。温度检测决定所要采取的响应办法。

热敏电阻、RTD、热电偶和IC是今朝应用最广的温度检陈技巧。每种设计筹划都有其自身的优势(例如成本、精度、测温范围)，合适不合的特定应用。以下将一一评论辩论这些技巧。

温度检测应用的旌旗灯号链路框图。关于Maxim推荐的温度传感器解决筹划的完全信息，
热敏电阻的阻值取决于温度，一般由半导体材料制成，如金属氧化物陶瓷或聚合物。应用最广泛的热敏电阻是负温度系数电阻，是以，热敏电阻平日称为NTC。同样，也存在正温度系数的热敏电阻(PTC)。
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热敏电阻

热敏电阻可以或许测量中等温度范围，平日最高可达+150°C，有些热敏电阻可以测量更高温度；根据精度的不合，成本一般在中、低端；线性度固然较差，但可猜测。热敏电阻可所遗嘌、表贴封装、裸线等不合情势的专用封装。Maxim供给可以或许将热敏电阻阻值转换为数字旌旗灯号的IC，如MAX6682和MAX6698。
除供给业内最周全的专用温度传感器IC外，Maxim还推出了体系与热敏电阻、RTD及热电偶接口所需的任何器件。

热敏电阻往往连接一个或多个固定阻值电阻，形成分压器。分压器输出平日经由ADC进行数字转换。应用查找表或经由过程计算对热敏电阻的非线性进行修改。

图3. 热电偶旌旗灯号疗养电路示例

温度传感器IC
RTD

电阻温度检测器(RTD)是一种阻值随温度变更的电阻。铂是最常见、精度最高的金属丝材料。铂RTD称为Pt-RTD，镍、铜及其它金属亦可用来制造RTD。

RTD具有较宽的测温范围，最高达+750°C，具有较高精度和较好的可反复性，线性度适中。对于Pt-RTD，最常见的电阻值为：0°C时，标称值为100Ω或1kΩ，当然也有其它电阻值。

RTD的旌旗灯号疗养可以异常简单：将RTD与一个周详的固定阻值电阻相连，构成分压器；也可以采取更复杂的旌旗灯号疗养，尤其是在宽温测量中。筹划中平日包含：周详电流源、电压基准和高分辨率ADC，如图1所示。应用查找表或经由过程计算、外部线性化处理电路对传感器进行线性化调剂。

图1. RTD旌旗灯号疗养电路简化图

热电偶

热电偶由两种连接在一路的不合金属制成。金属丝之间的触点所产生的电压与温度近似成比例关系。有几种类型的热电偶分别以字母表示。最常见的热电偶为K型热电偶。

热电偶具有异常宽的测温范围，高达+1800°C；成本很低，具体成本与封装有关；具有较低的输出电压，K型热电偶的输出大年夜约为40µV/°C；线性度适中，并可供给恰当的复杂旌旗灯号疗养，即冷端补偿和放大年夜。
图2. 热电偶电路简化图。金属1和金属2之间的结为主热电偶结。

因为热电偶输出旌旗灯号较低，应用热电偶测量温度具有必定难度。因为热电偶金属丝连接到旌旗灯号疗养电路的铜线(或引线)时，在触点地位又会产生额外的热电偶，进一步加剧了测量的复杂性。该触点称为冷端(图2所示)。畏敲用热电偶精确测量温度，必须在冷端地位增长第二个温度传感器，如图3所示。然后将冷端测量温度与热电偶测量值相叠加。图3所示电路是一种实施筹划，个中包含多款周详元件。
金属1和金属2与测量装配铜线或印制板(PCB)引线的接触地位形成了额外的热电偶。

除图3所示所有元件外，Maxim还供给用于K型热电偶旌旗灯号疗养的器件MAX6674和MAX6675。这些器件简化了设计义务，并明显降低对热电偶输出放大年夜、冷端补偿及数字化处理的元件数量。

温度传感器IC充分应用了硅PN结所具备的线性度和预知的温度特点等优势。因为这些IC都是采取惯例半导体工艺制成的有源电路，可供给各类外形封装。这些器件具备很多功能，例如：数字接口、ADC输入、电扇控制等，这是其它技巧无法供给的。温度传感器IC的工作温度范围可低至-55°C、高达+125°C，部分产品的温度上限可以达到+150°C阁下。以下介绍了常见的温度传感器IC。

模仿温度传感器

模仿温度传感器IC将温度转换成电压，有些情况下则转换成电流。最简单的电压输出模仿温度传感器只有三个有效端：地、电源输入和旌旗灯号输出。其它具有加强功能的模仿传感器供给更多的输入或输出，例如比较器或电压基准输出。

模仿温沃森传感器度传感器应用双极型晶体管的温度特点产生与温度成比例的输出电压。对这一电压旌旗灯号进行放大年夜并施加必定的偏置，可以使传感器输出电压与管芯温度形成恰当的变更关系，获得较高的温度测量精度。例如，DS600业内精度最高的模仿温度传感器，在-20°C至+100°C温度范围内包管误差小于±0.5°C。

本地数字温度传感器

将模仿温度传感器与ADC集成在一路即可形成直接输出数字旌旗灯号的温度传感器。这种器件平日称为数字温度传感器或本地数字温度传感器。“本地”表示传感器测量的是自身温度。这种工作方法相对于远端传感器，后者用于测量外部IC或分立晶体管的温度。

根本的数字温度传感器只是简单地测量温度，温度数据经由过程各类特假寓口攫取，接口类型包含：1-Wire®、I²C、PWM和3线。复杂的数字传感器具备更多功能，例如：高温/低温报警输出、设置触发门限的存放器及EEPROM等。Maxim供给多教材地数字温度传感器，包含DS7505和DS18B20，可以或许在较宽的温度范围内包管±0.5°C的精度。
远端数字温度传感器

远端数字温度传感器又称为远端传感器或二极管温度传感器。远端传感器用于测量外部晶体管的温度，可以采取分立晶体管，也可以采取集成在另一IC内部的晶体管，如图4所示。微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)及ASIC往往包含一个或多个温度传感器，平日称为温度二极管，与图4所示类似。

图4. 应用远端温度传感器MAX6642监测外部IC管芯的晶体管(或温度二极管)温度

远端温度传感器具有一个重要优势：可以应用单片IC监测多点温度。一个根本的单芯片远端传感器，例如，图4中的MAX6642，可以监测两个温度：自身温度和外部温度。外部地位可所以目标IC的管芯，如图4所示，也可所以被监测电路板的某个温度监测点(采取分立式晶体管)。有些远端传感器可以监测最多7个地位的外部温度。如许的话，包含IC和电路板的温度监测点在内，单芯片可以或许监测多达8个地位。以MAX6602为例，该温度传感器具有4路远端二极管输入，可以或许监测1对集成温度二极管的FPGA、2个电路板的温度监测点(采取分立晶体管)以及MAX6602地点地位的电路板温度。MAX6602和MAX6642在测量外部温度二极管时都能达到±1°C的精度。