SMC傳感器原理，SMC傳感器詳細(xì)介紹，SMC傳感器/39529831/39529839：?jiǎn)螛s兵
SMC傳感器兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為TO，稱為自由端(也稱參考端)或冷端，則回溫度傳感器
路中就有電流產(chǎn)生，如圖2-1(a)所示，即回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè)：其一，當(dāng)有電流流過(guò)兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，稱為珀?duì)柼?yīng)；其二，當(dāng)有電流流過(guò)存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量(取決于電流相對(duì)于溫度梯度的方向)，稱為湯姆遜效應(yīng)。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢(shì)EAB(T，T0)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)合成的。接觸電勢(shì)是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無(wú)關(guān)。無(wú)論接觸電勢(shì)或溫差電勢(shì)都是由于集中于接觸處端點(diǎn)的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，熱電偶測(cè)量的熱電勢(shì)是二者的合成。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí)，在斷開(kāi)處a，b之間便有一電動(dòng)勢(shì)差△V，其極性和大小與回路中的熱電勢(shì)一致。并規(guī)定在冷端，當(dāng)電流由A流向B時(shí)，稱A為正極，B為負(fù)極。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)△V很小時(shí)，△V與△T成正比關(guān)系。定義△V對(duì)△T的微分熱電勢(shì)為熱電勢(shì)率，又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號(hào)和大小取決于組成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和結(jié)點(diǎn)的溫度差。SMC傳感器原理，SMC傳感器詳細(xì)介紹，SMC傳感器/39529831/39529839：?jiǎn)螛s兵
它采用硅工藝生產(chǎn)的數(shù)字式溫度傳感器，其采用PTAT結(jié)構(gòu)，這種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有的，與溫度相關(guān)的良好輸出特性。PTAT的輸出通過(guò)占空比比較器調(diào)制成數(shù)字信號(hào)，占空比與溫度的關(guān)系如下式：DC=0.32+0.0047*t，t為攝氏度。輸出數(shù)字信號(hào)故與微處理器MCU兼容，通過(guò)處理器的高頻采樣可算出輸出電壓方波信號(hào)的占空比，即可得到溫度。該款溫度傳感器因其特殊工藝，分辨率優(yōu)于0.005K。測(cè)量溫度范圍-45到130℃，故廣泛被用于高精度場(chǎng)合。
SMC傳感器上述設(shè)計(jì)問(wèn)題將得到簡(jiǎn)化。同樣，當(dāng)A/D和微處理器的I/O管腳短缺時(shí)，采用時(shí)間或頻率輸出的溫度傳感器也能解決上述測(cè)量問(wèn)題。以MAX6575/76/77系列SOT-23封裝的溫度傳感器為例，這類器件可通過(guò)單線和微處理器進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的傳送，提供三種靈活的輸出方式--頻率、周期或定時(shí)，并具備±0.8℃的典型精度，一條線zui多允許掛接8個(gè)傳感器，150μA典型電源電流和2.7V到5.5V的寬電源電壓范圍及-45℃到+125℃的溫度范圍。它輸出的方波信號(hào)具有正比于溫度的周期，采用6腳SOT-23封裝，僅占很小的板面。該器件通過(guò)一條I/O與微處理器相連，利用微處理器內(nèi)部的計(jì)數(shù)器測(cè)出周期后就可計(jì)算出溫度。SMC傳感器原理，SMC傳感器詳細(xì)介紹，SMC傳感器/39529831/39529839：?jiǎn)螛s兵
其它
SMC傳感器內(nèi)含兩個(gè)不揮發(fā)性存儲(chǔ)器，可以在存儲(chǔ)器中任意的設(shè)定上限和下限溫度值進(jìn)行恒溫器的溫度控制，由于這些存儲(chǔ)器具有不揮發(fā)性，因此一次定入后，即使不用CPU也仍然可以獨(dú)立使用。DS1612傳感器溫度測(cè)量原理和精度：在芯片上分別設(shè)置了一個(gè)振蕩頻率溫度系數(shù)較大的振蕩器(OSC1)和一個(gè)溫度系數(shù)較小的振蕩器(OSC2)。在溫度較低時(shí)，由于OSC2的開(kāi)門時(shí)間較短，因此溫度測(cè)量計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值(n)較小；而當(dāng)溫度較高時(shí)，由于OSC2的開(kāi)門時(shí)間較長(zhǎng)，其計(jì)數(shù)值(m)增大。如果在上述計(jì)數(shù)值基礎(chǔ)上再加上一個(gè)同實(shí)際溫度相差的校正數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)高精度的數(shù)字溫度傳感器。該公司將這個(gè)校正值定入芯片中的不揮發(fā)存儲(chǔ)器中，這樣傳感器輸出的數(shù)字量就可以作為實(shí)際測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)，而不需要再進(jìn)行校準(zhǔn)。它可測(cè)量的溫度范圍為-55℃~+125℃，在0℃~+70℃范圍內(nèi)，測(cè)量精度為±0.5℃，輸出的9位編碼直接與溫度相對(duì)應(yīng)。DS1621同外部電路的控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的通信是通過(guò)雙向總線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由CPU生成串行時(shí)鐘脈沖(SCL)，SDA是雙向數(shù)據(jù)線。通過(guò)地址引腳A0、A1、A2將8個(gè)不同的地址分配給各器件。通過(guò)設(shè)定寄存器來(lái)設(shè)置工作方式，并對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。被測(cè)的溫度數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在溫度傳感器寄存器中，高溫(TH)和低溫(TL)閾值寄存器存儲(chǔ)了恒溫器輸出(Tout)的閾值?，F(xiàn)在，各種集成的溫度傳感器的功能越來(lái)越化。比如，MAXIM公司近期推出的MAX1619是一種增強(qiáng)型遠(yuǎn)端數(shù)字溫度傳感器，能夠監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)端P-N結(jié)和其自身封裝的溫度。它具有雙報(bào)警輸出：ALERT和OVERT。ALERT用于指示各傳感器的高/低溫狀態(tài)，OVERT信號(hào)等價(jià)于一個(gè)自動(dòng)調(diào)溫器，在遠(yuǎn)端溫度傳感器超上*觸發(fā)，MAX1619與MAX1617A*軟件兼容，非常適合于系統(tǒng)關(guān)斷或風(fēng)扇控制，甚在系統(tǒng)“死鎖”后仍能正常工作。美達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司的DS1615是有記錄功能的溫度傳感器。器件中包含實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)字式溫度傳感器、非易失性存儲(chǔ)器、控制邏輯電路以及串行接口電路。數(shù)字溫度傳感器的測(cè)量范圍為-40℃~+85℃，精度為±2℃，讀取9位時(shí)的分辨率是0.03125℃。時(shí)鐘提供的時(shí)間從秒年月，并對(duì)到2100年以前的閏年作了修正。電源電壓為2.2V~5.5V，8腳SOIC封裝。DS17775是數(shù)字式溫度計(jì)及恒溫控制器集成電路。其中包含數(shù)字溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字寄存器、恒溫控制比較器以及兩線串行接口電路。供電電壓在3V5V時(shí)的測(cè)量溫度精度為±2℃，讀取9位時(shí)的分辨率是0.5℃，讀取13位時(shí)的分辨率是0.03125℃。/39529831/39529839：?jiǎn)螛s兵