日本神视SUNX线性传感器知识详解

日本神视SUNX线性传感器知识详解
传感器
　　凡是利用一定的物性（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理（模拟或数字）能力的系统”。传感器是传感系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的*道关口。 [全文]
是线性化输出负温度系数（简称ntc）热敏元件，它实际上是一种线性温度-电压转换元件，就是说通以工作电流（100ua）条件下，元件电压值随温度呈线性变化，实现了非电量到电量线性转换。
　　线性ntc温度传感器
温度传感器
　　温度压力传感器是由温度敏感元件和检测线路组成的。温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，来敏感被测物体温度的变化，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，从而达到测温的目的。 　　传统的热电偶、热电阻、热敏电阻及半导体温度传感器都是将温度值经过一定的接口电路转换后输出模拟电压或电流信号，利用这些电压或电流信号即可进行测量控制。而将模拟温度传感器与数字转换接口电路集成在一起，就成为具有数字输出能力的数字温度传感器。随着半导体技术的迅猛发展，半导体温度传感器与相应的转换电路、接口电路以及各种其它功能电路逐渐集成在一起，形成了功能强大、、价廉的数字温度传感器。 [全文]
的主要特点就是工作温度范围内温度-电压关系为一直线，这二次开发测温、控温电路设计，将无须线性化处理，就可以完成测温或控温电路设计，简化仪表设计和调试。
　　延长线选用应遵循的原则：
　　一般-200～+20℃、-50～+100℃宜选用普通双胶线；100～200℃范围内应选用高温线
高温线
高温线是采用F46（聚全氟乙丙烯）材料作绝缘的一种新型产品，由它包覆的产品可在-60℃～200℃的广阔空间内长期使用，在-200℃～+260℃下还可短期使用，因为它耐寒耐高温，电绝缘性能好，所以在电缆电线中广泛用于电子设备传输电线电子计算机内部的连接线，航空宇宙用电线特种用途安装线，控制线。 [全文]
日本神视SUNX线性传感器知识详解　　基准电压的含义：
　　基准电压是指传感器置于0℃温场（冰水混合物），通以工作电流（100μa）条件下，传感器上电压值。实际上就是0点电压。其表示符号为v（0），该值出厂时标定，传感器温度系数s相同，则知道基准电压值v（0），即可求知任何温度点上传感器电压值，而不必对传感器进行分度。其计算公式为：
　　v（t）=v（0）+s×t
　　示例：如基准电压v（0）=700mv；温度系数s=-2mv/℃，则50℃时，传感器输出电压v（50）=700—2×50=600（mv）。这一点正是线性温度传感器优于其它温度传感器可贵之处。
　　线性ntc温度传感器测温范围规定：
　　就总而言，测温范围可-200～+200℃之间，但考虑实际需要，一般无须如此宽温度范围，规定三个不同区段，以适应不同封装设计，同时延长线选用上亦有所不同。而温度补偿线性热敏元件，则只设定工作温度范围为-40℃～+80℃。*可以满足一般电路温度补偿之用。
　　温度系数s的含义：
　　温度系数s是指规定工作条件下，传感器输出电压值变化与温度变化比值，即温度每变化1℃传感器输出电压变化之值： s=△v/△t（mv/℃）。
　　温度系数是线性温度传感器做为温度测量元件物理基础，其作用与热敏电阻
电阻
　　电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。 [全文]
b值相似，这个参数整个工作温度范围内是同一值，即-2mv/℃，各种型号传感器也是同一值，这一点传统热敏电阻
热敏电阻
　　热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。 [全文]
温度传感器是*。
　　互换精度这一参数的意义：
　　互换精度是指同一工作条件下（同一工作电流、同一温场）同一个确定理想拟合直线，每一只传感器电压v（t）—温度t曲线与该直线zui大偏差，这个偏差通常按传感器温度—电压转换系数s折合成温度来表示。传感器输出线性化及温度—电压转换系数相同，即测温范围内全程互换，互换精度表示了基准电压值离散程度，即用基准电压值离散值折合成温度值大小来描述整批传感器之间互换程度。一般分为三级：i级互换偏差不大于0.3℃;j级不大于0.5℃;k级不大于1.0℃。
　　线性度的意义：
　　线性度是描述传感器输出电压值随温度变化线性程度，实际上也就是传感器输出电压工作温度范围内相理想拟合直线zui大偏差。一般情况下，其线性度典型值为±0.5%，很显然传感器线性度越高（其值越小），仪表设计就越简单，仪表输入级*不必采用线性化处理。
　　线性温度传感器是规范化输出的原因：
　　所谓规范化输出，就是0℃温度点上传感器规定工作条件下，输出电压值于某一小范围内，不互换，其基准电压值定690-7１0mv之间，这样电路设计时，易于宏观上把握传感器输出情况，桥路设计温度补偿，690-7１0mv之间考虑，调试中稍加调整即可。而不象普通热敏电阻型号不同，其阻值同，针对不同型号，需进行不同设计计算。线性温度传感器规范化输出，可以使仪表电路实现规范化设计。
　日本神视SUNX线性传感器知识详解　实际使用温度传感器是否一定要采用恒流源
恒流源
　　恒流源就是一个能输出恒定电流的电源。 主要用于检测热继电器、塑壳断路器、小型短路器及需要设定额定电流、动作电流、短路保护电流等生产场合。 [全文]
供电分析：
　　一般情况下是不必要，桥路恒压供电*可以（参见16项传感器信号处理电路）。这是100μa左右电流条件下，传感器温度—电压转换系数变化量很小，可以给一个实测数量级概念：
　　100μa时 s=-2mv/℃
　　40μa 时 s=-2.1mv/℃
　　1000μa时s=-1.9mv/℃
　　而实际桥路恒压供电时,其电流变化不会有如此大幅度。
　　恒压供电时，传感器负载电阻
负载电阻
　　电阻器常用于做负载，用于吸收产品使用过程中产生的不需要的电量，或起到缓冲，制动的作用。 　　另外对高精密电阻来说，产品中带有高阻抗是不允许的，这需要选择高品质的材料，高要求的工艺。 [全文]
值确定准则：
　　恒压供电时，负载电阻接电源
电源
电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。[全文]
与传感器正极之间，信号从传感器正极与负极之间输出，设计电阻值r时，以0c时使传感器工作电流为100μa即可。如传感器基准电压为v（0）（mv），恒压源为vdd（mv），则r=（vdd-v（0））（mv）/0.1（ma）。计算出电阻值r，实际电阻没有这种阻值，可就近阻值选用，对测温精度没有影响。
　　线性温度补偿元件做为电路温度补偿的*性:
　　这主要考虑热敏元件输出规范化及温度系数一致性，便于设计。另外，温度系数与晶体管
晶体管
　　晶体管是由三层杂质半导体构成的器件，有三个电极，所以又称为半导体三极管，晶体三极管等，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。 [全文]
电路中晶体管基、射极电压温度系数相同，做为稳定晶体管电路工作点基极偏流元件是非常合适。而将几只元件串联使用，可以并联电位器
电位器
　　电位器是一种可调的电子元件。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。按材料分线绕、炭膜、实芯式电位器；按输出与输入电压比与旋转角度的关系分直线式电位器（呈线性关系）、函数电位器（呈曲线关系）。主要参数为阻值、容差、额定功率。广泛用于电子设备，在音响和接收机中作音量控制用。 [全文]
方式，电位器调节出不同温度系数，以实现温度补偿作用（参见图3）。这种温度系数可调补偿元件，无须繁杂设计，对元件工作电流也无严格要求，这也是这种线性热敏元件用于温度补偿一大优点。
　　民品级与工业级使用中的差异：
　　主互换精度不同，单台仪表进行大批量群测应用场合，且测试精度要求较高工业环境，建议使用工业级；而一台表仅用一支传感器批量大可靠性要求很高民用产品，建议使用民品级。
　　传感器信号处理电路：
　　注：该桥路是r2将传感器基准电压值v（0）予以抵消，即调整r2上电压等于传感器基准电压值，这样使桥路输出0c时为0v，然后按-2mv/c输出到放大器或下一级电路。做为控温电路设计，则r2上电压输出到比较器
比较器
　　比较器是一种得到广泛使用的电路元件。实际上也是增益非常高的运算放大器，可以放大输入端很小的差分信号，并驱动输出端切换到两个输出状态中的一个。以至于无法稳定在中间放大区，再不跳到低电平，再不跳到高电平。 [全文]
同相端，传感器输出接入比较器反相端，r2选取依控温点电压而定，可用公式计算v（t）=v（0）+s×t到，其中 v（0）是传感器基准电压值（出厂时给定），s为传感器电压温度系数（出厂时给定），t 为控温点温度值。建议r2采用多圈电位器，对控温点进行更准确设定。
　　线性ntc温度传感器是否可取代热敏电阻、热电偶
热电偶
　　热电偶的工作用热电作为温度测量和调节的传感器，通常用业和显示仪表或电子调节器配套使用，以直接测量各种生产过程中的0～1800℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面的温度。 [全文]
、及其它热电阻
热电阻
　　热电阻是一种能够随着温度发生阻值变化的电阻，常用来作为温度检测元件检测中低温。主要特点是测量精度高，无冷端补偿问题，特别适宜于低温测量，所以在工业上得到广泛应用。 [全文]
分析：
　　-200～+200c温度范围内*可以取代，不须对原电路做重大改动，不用对传感器做线性化处理，基准电压值和电压温度系数这两个参数就可以设计电路，这两个参数出厂时厂家给予标定，对同一用户，不同批次产品该参数不变。
　　稳定性的含义：
　　稳定性是指传感器基准电压值年漂移量，这个漂移量再按温度—电压转换系数折合成温度值，即稳定性=±△v/s/年。线性温度传感器稳定性为±0.05℃/年。这一参数描述了传感器各种使用条件下保持原有特性能力。
　　长线传输对传感器信号是否有影响分析：
　　应当说影响不大，一般情况下传输距离可达1000米以上。距离再远，可以考虑将传感器输出信号当转换成数字量，这样可以方便实现更远距离传输。

知识详解