第2章常用溫度濕度傳感器溫度是物質(zhì)分子熱運動的宏觀表現(xiàn)，是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)，也是與人類生活息息相關(guān)的物理量。在兩千多年前，就開始為檢測溫度進行了各種努力，并開始使用溫度傳感器檢測溫度。濕度是與地球大氣密切相關(guān)的一個物理量，它表征的是空氣中含有水蒸氣的量。濕度傳感器在精密儀器、半導(dǎo)體集成電路與元器件制造場所，氣象預(yù)報、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。第2章常用溫度濕度傳感器掌握溫度、濕度傳感器的工作原理和使用方法了解溫度、濕度傳感器的工作特性和重要參數(shù)掌握溫度、濕度傳感器的測量電路了解熱電偶的工作原理及應(yīng)用掌握熱敏電阻在家電中的控制作用及典型應(yīng)用掌握濕度檢測及控制原理第2章常用溫度濕度傳感器2.1常用溫度傳感器

2.2溫度傳感器應(yīng)用

2.3集成溫度傳感器及其應(yīng)用*

2.4常用濕度傳感器

2.5項目實訓(xùn)：自制簡易電子溫度計2.1常用溫度傳感器2.1.1溫度與溫標2.1.2溫度傳感器的工作原理2.1.3溫度傳感器的分類2.1常用溫度傳感器人類社會中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、國防、醫(yī)學(xué)及環(huán)保等部門都與溫度有著密切的關(guān)系。工業(yè)生產(chǎn)自動化流程中，溫度測量點要占全部測量點的一半左右。例如，在鋼鐵冶煉過程中，準確地控制冶煉溫度可以明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，還節(jié)能降耗；在石化煉油廠，準確地控制裂解溫度，可以得到不同品質(zhì)的汽柴油系列產(chǎn)品。在許多家電產(chǎn)品中，溫度的檢測也是無處不在，如洗衣機水溫檢測與控制，冰箱、空調(diào)制冷溫度的檢測與控制，電烤微波爐、消毒碗柜溫度檢測與控制等。溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。2.1常用溫度傳感器2.1.1溫度與溫標從人的感知角度和熱平衡的觀點來看，溫度是表征物體冷熱程度的物理量。熱力學(xué)理論認為，溫度是物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動劇烈程度的標志，溫度高的物體分子平均動能大，溫度低的物體分子平均動能小。并且溫度與自然界中的各種物理和化學(xué)過程相聯(lián)系。溫度的性質(zhì)有：當(dāng)兩個冷熱程度不同的物體接觸后就會產(chǎn)生熱傳導(dǎo)和熱交換，使兩物體具有相同的溫度，并處于熱平衡狀態(tài)；溫度不具有疊加性，例如兩杯100℃開水倒在一起溫度仍是100℃，絕不會是200℃。熱平衡是溫度測量的基礎(chǔ)。另外，不同溫度的物體會發(fā)出的不同波長和不同強度熱輻射，通過對熱輻射強度的測量也可準確地獲得物體的溫度。2.1.1溫度與溫標最早的測溫裝置是由伽利略在1592～1603年發(fā)明的，是由一個玻璃泡和一個長的玻璃管組成。測溫時先將測溫裝置放置在被測環(huán)境大氣中，當(dāng)其達到熱平衡后將玻璃管插入帶色的液體中，在測溫裝置冷卻后液體會進入到管內(nèi)，根據(jù)液體進入管內(nèi)的高度就可以判斷大氣溫度的高低。此方法只能做定性的大氣溫度測量，難于實現(xiàn)溫度的準確測量。2.1.1溫度與溫標2.1.1溫度與溫標隨著科技的發(fā)展，明確規(guī)定：用來量度物體溫度數(shù)值的標尺叫溫標。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點（零點）和測量溫度的基本單位，是衡量溫度高低的尺度。目前，常用的溫標有：(1)華氏溫標(2)攝氏溫標(3)熱力學(xué)溫標(4)國際溫標2.1.1溫度與溫標溫度的標定溫度的標定以標準的測溫儀器為基準。國際上一般將整個溫標分為4個溫區(qū)，其相應(yīng)的標準儀器為：0.65～5.0K，3He和3He蒸汽壓溫度計。3.0～24.556lK，3He和3He定容氣體溫度計。13.8033K～961.78℃，鉑電阻溫度計。961.78℃以上，光學(xué)或光電高溫計。2.1.2溫度傳感器的工作原理與溫度密切關(guān)聯(lián)的物理現(xiàn)象有：物體的熱脹冷縮現(xiàn)象，蒸汽壓力隨溫度的變化，電阻隨溫度的變化，熱電偶產(chǎn)生的電動勢，光電效應(yīng)，熱電效應(yīng)，介電常數(shù)、導(dǎo)磁率隨溫度的變化，物質(zhì)的變色、融解，強性振動產(chǎn)生的溫度變化，熱放射和熱噪聲導(dǎo)致的溫度變化。利用各種物質(zhì)材料的不同物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的裝置稱為溫度傳感器。采用不同的物質(zhì)材料作為溫度敏感元件，需滿足的條件有：特性與溫度之間的關(guān)系要適中，并容易檢測和處理，且隨溫度呈線性變化；除溫度以外，特性對其它物理量的靈敏度要低；特性隨時間變化要??；重復(fù)性好，沒有滯后和老化；靈敏度高，堅固耐用，體積小，對檢測對象的影響要?。粰C械性能好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性能好；能大批量生產(chǎn)，價格便宜；無危險性，無公害等。2.1.2溫度傳感器的工作原理利用熱脹冷縮現(xiàn)象進行溫度測量的經(jīng)典產(chǎn)品是玻璃溫度計，其溫度敏感元件是水銀、酒精或甲苯等。在工業(yè)鍋爐中使用最多的是金屬套水銀玻璃溫度計和電接點水銀溫度計。水銀玻璃溫度計是由水銀、測溫包、膨脹細管和標尺等部分組成，通常用于測量熱循環(huán)的給水溫度、回水溫度、燃煤器出口水溫，以及空氣預(yù)熱器進出口空氣溫度。為了抗壓保護安全，通常將溫度計安裝一個金屬防護套內(nèi)，它可直接安裝在鍋爐或機械設(shè)備上，可測﹣30～﹢500℃以內(nèi)溫度。根據(jù)金屬材料的不同分為：鍍鉻溫度計、銅套溫度計、不銹鋼套溫度計。2.1.2溫度傳感器的工作原理電接點水銀溫度計是工作原理最簡單的溫度傳感器，是在水銀溫度計的膨脹細管內(nèi)插入兩根導(dǎo)線，外部與測量控制電路連接，當(dāng)溫度到達額定值時，水銀將導(dǎo)線接通，在電流的作用下帶動控制系統(tǒng)，或使信號裝置發(fā)出聲光警報。電接點溫度計可分為固定式和可調(diào)式?？烧{(diào)式電接點溫度計是通過旋轉(zhuǎn)溫度計頂端的磁鋼調(diào)節(jié)帽來調(diào)節(jié)溫度計接點位置。固定式電接點溫度計是接點固定在某些特定的溫度上，不可調(diào)節(jié)，電接點數(shù)通常不超過3個，兩相鄰接點距離不小于7mm。接點最大電流：20mA，最高電壓：36V。2.1.2溫度傳感器的工作原理金屬溫度計是利用兩種不同金屬在溫度改變時膨脹程度不同的原理工作的。工業(yè)用雙金屬溫度計主要的元件是一個用兩種或多種金屬片疊壓在一起組成的多層金屬片。為提高測溫靈敏度，通常將金屬片制成螺旋卷形狀。當(dāng)多層金屬片的溫度改變時，各層金屬膨脹或收縮量不等，使得螺旋卷卷起或松開。螺旋卷的一端固定而另一端和自由轉(zhuǎn)動的指針相連，當(dāng)雙金屬片感受到溫度變化時，指針即可在圓形分度標尺上指示出溫度來。2.1.2溫度傳感器的工作原理這種儀表可直接測量各種生產(chǎn)過程中的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)溫度，測溫范圍是﹣80～﹢650℃，允許誤差均為標尺量程的1%左右。在雙金屬溫度計上安裝電接點就構(gòu)成了溫度傳感器，利用溫度變化帶動觸點變化，當(dāng)其與上下限觸點接觸或斷開的同時，使電路中的繼電器動作，從而實現(xiàn)溫度測量的自動控制和報警。2.1.3溫度傳感器的分類1.接觸式溫度傳感器接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，通過熱傳導(dǎo)或熱對流達到熱平衡，從而使傳感器的輸出的電信號能直接表示被測對象的溫度。其特點是測量精度較高；在一定的測溫范圍內(nèi)，可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產(chǎn)生較大的測量誤差。常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等，它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門，在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。2.1.3溫度傳感器的分類接觸式溫度傳感器非接觸式紅外溫度傳感器2.1.3溫度傳感器的分類2.非接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用于測量溫度場的溫度分布。非接觸式溫度傳感器是利用光電傳感器，通過檢測物體發(fā)出的紅外線來測量物體的溫度，可進行遙測。主要有利用半導(dǎo)體吸收光而使電子躍遷的量子型和吸收光而使溫度發(fā)生變化的熱型傳感器，其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點是：不從被測物體上吸收熱量；不會干擾被測對象的溫度場；連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗；反應(yīng)快等。它們廣泛應(yīng)用于輻射溫度計、報警裝置、來客告知器、火災(zāi)報警器、自動門等場合。2.1.3溫度傳感器的分類此外，還有微波測溫溫度傳感器、噪聲測溫溫度傳感器、溫度圖測溫溫度傳感器、熱流計、射流測溫計、核磁共振測溫計、穆斯保爾效應(yīng)測溫計、約瑟夫遜效應(yīng)測溫計、低溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)換測溫計、光纖溫度傳感器等。這些溫度傳感器有的已獲得應(yīng)用，有的尚在研制中。2.1.3溫度傳感器的分類2.1.3溫度傳感器的分類按測溫范圍可以分類如下表2.1.3溫度傳感器的分類按測溫特性可以分類如下表觀察與思考:

人體溫度的測量人體的正常體溫范圍是36-37.2℃，這一般指是腋下溫度。多種流行疾病的體征表現(xiàn)均伴隨發(fā)熱癥，醫(yī)生可根據(jù)患者腋下所測溫度來判斷是否有發(fā)熱癥，再結(jié)合其他檢查指標較為準確的診斷患者疾病。低熱為37.3-38℃，中等度熱為38.1-39℃，高熱為39.1-41℃，超高熱會達到41℃以上。在流行疾病傳播的特殊時期，需要對受感染人群進行排查、隔離和治療。通常會在機場、火車站、商場等人口流動密集的地方設(shè)立監(jiān)測站，對過往的人群進行實時體溫監(jiān)測，進而排查出發(fā)熱癥患者，以便采取相應(yīng)的管控、治療措施。觀察與思考:

人體溫度的測量請問在這種情況下應(yīng)采用何種方法測量流動人群的體溫？2.2溫度傳感器的應(yīng)用2.2.1突斷式溫度傳感器檢測2.2.2熱敏電阻溫度檢測2.2.3熱電偶溫度檢測2.2.4溫度檢測應(yīng)用案例2.2.1突斷式溫度傳感器檢測在日常生活中，我們經(jīng)常會使用到電熱水袋、電熱水壺、自動飲水機等家用電器，雖然功能有所不同，但基本上是外接220伏交流電，電源接通后交流電使發(fā)熱體發(fā)熱升溫并加熱目標對象，當(dāng)檢測溫度上升到設(shè)定值時，自動斷開電源以達到安全運用目的的。冬天人們常用的電熱水袋，當(dāng)接通電源后，指示燈亮，發(fā)熱管通電發(fā)熱，對袋中的液體進行加熱，當(dāng)溫度達到溫控器的動作溫度時溫控器動作，斷開電源停止加熱。電熱水袋內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，黑色方框為發(fā)熱管，乳白色雙柱體和棕色工程塑料盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了一體化電源插座及溫控器開關(guān)。2.2.1突斷式溫度傳感器檢測在簡易電熱水壺內(nèi)部有一個發(fā)熱管，直接與水接觸。壺身上有一個雙聯(lián)開關(guān)，并把指示燈巧妙地嵌入開關(guān)的塑料外殼內(nèi)。當(dāng)把水壺放在底座上，并插上電源時，按下水壺上的開關(guān)，便開始加熱，水溫逐漸升高，當(dāng)溫度達到溫控器的控制溫度時，雙聯(lián)開關(guān)動作切斷電源，停止加熱。當(dāng)水溫下降時，雙聯(lián)開關(guān)不能自動復(fù)位，必須依靠外力。2.2.1突斷式溫度傳感器檢測自動電熱水壺主要由：控制面板、電源板、發(fā)熱帶、溫控器、直流電機、出水管、不銹鋼瓶體、外殼、底座和外殼等九個部分構(gòu)成。一般在瓶體上可以找到兩個溫控器，一個在瓶體外表面的中下部位置，溫度點在95°C左右；另一個在瓶體的底部正中，溫度控制點在100°C左右。其溫控器通常為碟形突斷式開關(guān)，根據(jù)用途和使用環(huán)境差異溫控器的外形和材質(zhì)各不相同。2.2.1突斷式溫度傳感器檢測碟形突斷式開關(guān)，又稱突跳式溫控開關(guān)或溫度開關(guān)，常見型號為KSD系列，是帶外殼全封閉的雙金屬片接觸感溫式溫度繼電器。碟形金屬片在溫度作用下產(chǎn)生變形，并在標稱動作溫度點瞬間跳動，配合機構(gòu)的作用使觸點A、B聯(lián)動，實現(xiàn)接通或斷開電路的目的。碟形突斷式開關(guān)適用于額定電壓不大于250V，頻率在50Hz～60Hz，額定電流5A、10A、15A等阻性負載的交直流電路中使用。溫度范圍因不同品牌的產(chǎn)品有所差異，一般是50℃～240℃（通常以5℃間隔為1檔）。2.2.1突斷式溫度傳感器檢測觸點的閉合型式有常閉或常開兩種。常閉型是指當(dāng)沒有達到標稱動作溫度點時，觸點是閉合狀態(tài)，一旦達到溫度點，則觸點斷開。常開型是指當(dāng)溫度上升達到溫度點時，觸點接通。較常用的是常閉型式。溫控器的復(fù)位型式有兩種：自動復(fù)位或手動復(fù)位。對于常閉型而言，自動復(fù)位是指當(dāng)溫度下降，達到復(fù)位溫度時，觸點閉合。而手動復(fù)位是指，當(dāng)溫度下降到復(fù)位溫度后，不能自行復(fù)位，只能依靠手動使其觸點閉合。不同品牌的產(chǎn)品復(fù)位溫度范圍不同。

2.2.2熱敏電阻溫度檢測熱敏電阻是半導(dǎo)體熱敏電阻的簡稱，是利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的溫度敏感元件。熱敏電阻于1940年研制成功，60年代成為工業(yè)用溫度傳感器，70年后作為溫度傳感器大量應(yīng)用于家電及汽車；目前已深入到各個領(lǐng)域，發(fā)展極為迅速。由于其性能的不斷改進和穩(wěn)定性的大為提高，在許多場合下（－40～＋350℃）熱敏電阻已逐漸取代傳統(tǒng)的溫度傳感器。

2.2.2熱敏電阻溫度檢測1.熱敏電阻的特點電阻溫度系數(shù)的范圍很寬。有正、負溫度系數(shù)和在某一特定溫度區(qū)域內(nèi)阻值突變的三種熱敏電阻元件。電阻溫度系數(shù)的絕對值比普通金屬大10～100倍左右。材料加工容易、性能好?？筛鶕?jù)使用要求加工成各種形狀，特別是能夠做到小型化。目前，最小的珠狀熱敏電阻其直徑僅為0.2mm。阻值選擇范圍寬。阻值在1～10M之間可供自由選擇，使用時，一般可不必考慮線路引線電阻的影響；因其功耗小、不需采取冷端溫度補償，特別適合遠距離測溫和控溫使用。2.2.2熱敏電阻溫度檢測1.熱敏電阻的特點穩(wěn)定性好。商品化產(chǎn)品已有30多年歷史，加之近年在材料與工藝上不斷得到改進。據(jù)報道，在0.01℃的小溫度范圍內(nèi)，其穩(wěn)定性可達0.0002℃的精度。相比之下，優(yōu)于其它各種溫度傳感器。原料資源豐富，價格低廉。燒結(jié)表面均已經(jīng)玻璃封裝，可用于較惡劣環(huán)境條件；另外熱敏電阻材料的遷移率低，受磁場影響很小，這是十分可貴的特點。2.2.2熱敏電阻溫度檢測2.2.2熱敏電阻溫度檢測2.熱敏電阻的分類熱敏電阻的種類很多，分類方法也不相同。按熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系這一重要特性可分為如下幾類。正溫度系數(shù)熱敏電阻（PositiveTemperatureCoefficientthermistor，PTC），電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻，簡稱PTC熱敏阻器。它的主要材料是摻雜的BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷。2.2.2熱敏電阻溫度檢測2.熱敏電阻的分類負溫度系數(shù)熱敏電阻（NegativeTemperatureCoefficientthermistor，NTC）

電阻值隨溫度升高而下降的熱敏電阻，簡稱NTC熱敏電阻。它的材料主要是一些過渡金屬氧化物半導(dǎo)體陶瓷。突變型負溫度系數(shù)熱敏電阻（CriticalTemperatureResistorthermistor，CTR)該類電阻器的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而急驟降低3～4個數(shù)量級，即具有很大負溫度系數(shù)。其主要材料是二氧化釩（VO2）添加一些金屬氧化物。2.2.2熱敏電阻溫度檢測熱敏電阻材料的分類2.2.2熱敏電阻溫度檢測3.熱敏電阻的基本參數(shù)按照產(chǎn)品設(shè)計者和使用者對熱敏電阻各參數(shù)的重視程度，可以分為重要參數(shù)和其他參數(shù)。如下標稱電阻、材料常數(shù)及電阻溫度系數(shù)等是其中的重要參數(shù)。標稱電阻R25

：標稱電阻值是熱敏電阻在25±0.2℃時的阻值，是設(shè)計和選擇熱敏電阻的一個重要依據(jù)。電阻溫度系數(shù)（%/℃）：熱敏電阻的溫度變化1℃時電阻值的變化率。材料常數(shù)B：表征熱敏電阻材料的物理特性常數(shù)。用BN表示負溫度系數(shù)（NTC）的B值，用BP表示正溫度系數(shù)（PTC）的B值。2.2.2熱敏電阻溫度檢測3.熱敏電阻的基本參數(shù)材料常數(shù)B：

B值決定于材料的激活能?E：式中：k為波爾茲曼常數(shù)。一般B值越大，則電阻值越大，絕對靈敏度越高。耗散系數(shù)H：熱敏電阻溫度變化1℃所耗散的功率變化量。在工作范圍內(nèi)，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，H值隨之變化，其大小與熱敏電阻的結(jié)構(gòu)、形狀和所處介質(zhì)的種類及狀態(tài)有關(guān)。

最高工作溫度Tmax：熱敏電阻在規(guī)定的條件下長期連續(xù)工作所允許的最高溫度：式中：T0為環(huán)境溫度，PE為環(huán)境溫度是T0時的額定功率；H為耗散系數(shù)2.2.2熱敏電阻溫度檢測3.熱敏電阻的基本參數(shù)最低工作溫度Tmin

：熱敏電阻在規(guī)定的技術(shù)條件下能長期連續(xù)工作的最低溫度。轉(zhuǎn)變點溫度Tc：熱敏電阻的RT—T特性曲線上的拐點溫度，主要指正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻和臨界溫度熱敏電阻。2.2.2熱敏電阻溫度檢測

4.熱敏電阻的特性（1）電阻—溫度特性（RT

—T）

對于負電阻溫度系數(shù)NTC熱敏電阻的溫度特性，不管是由氧化物材料，還是由單晶體材料制成的，在不太寬的溫度范圍（小于450℃），有一個經(jīng)驗公式：或式中：RT、RT0分別為T、T0溫度時熱敏電阻的電阻值；BN為NTC熱敏電阻的材料常數(shù)。2.2.2熱敏電阻溫度檢測4.熱敏電阻的特性（1）電阻—溫度特性（RT

—T）實際使用中，以環(huán)境溫度25℃作為參考溫度（即T0=25℃），則NTC熱敏電阻的電阻—溫度關(guān)系式：2.2.2熱敏電阻溫度檢測對于正電阻溫度系數(shù)PTC熱敏電阻的電阻—溫度特性，其特性是利用正溫度熱敏材料，在居里點附近結(jié)構(gòu)發(fā)生相變引起導(dǎo)電率突變來取得的。PTC熱敏電阻的工作溫度范圍較窄，在工作區(qū)兩端，電阻—溫度曲線上有兩個拐點：Tp1和Tp2。溫度低于Tp1時，溫度靈敏度低；當(dāng)溫度升高到Tp1后，電阻值隨溫度值劇烈增高（按指數(shù)規(guī)律迅速增大）；當(dāng)溫度升到Tp2時，正溫度系數(shù)熱敏電阻在工作溫度范圍內(nèi)存在溫度Tc，對應(yīng)有較大的溫度系數(shù)

。2.2.2熱敏電阻溫度檢測4.熱敏電阻的特性（1）電阻—溫度特性（RT

—T）經(jīng)實驗證實：在工作溫度范圍內(nèi)，正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻—溫度特性可近似用下面的實驗公式表示：式中：RT

、RT0

分別為T、T0溫度時熱敏電阻的電阻值；BP為正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻的材料常數(shù)。若對上式取對數(shù)，則得：2.2.2熱敏電阻溫度檢測4.熱敏電阻的特性（1）電阻—溫度特性（RT

—T）若對上式微分，可得PTC熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)

：可見：正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)

，正好等于它的材料常數(shù)

的值。2.2.2熱敏電阻溫度檢測4.熱敏電阻的特性（2）熱敏電阻的伏安特性（U—I）熱敏電阻伏安特性表示加在其兩端的電壓和通過的電流，在熱敏電阻和周圍介質(zhì)熱平衡時的相互關(guān)系。下圖是負溫度系數(shù)NTC熱敏電阻的伏安特性，曲線是在環(huán)境溫度為T0時的靜態(tài)介質(zhì)中測出的靜態(tài)U—I曲線。熱敏電阻的端電壓UT和通過它的電流I有如下關(guān)系：

2.2.2熱敏電阻溫度檢測4.熱敏電阻的特性（2）熱敏電阻的伏安特性（U—I）右圖是正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻的伏安特性，當(dāng)電流較小時曲線的起始段為直線，其斜率與熱敏電阻在環(huán)境溫度下的電阻值相等。當(dāng)溫度超過環(huán)境溫度時，電阻值增大，曲線開始彎曲。當(dāng)電壓增至Um時，存在一個電流最大值Im；如電壓繼續(xù)增加，由于溫升引起電阻值增加速度超過電壓增加的速度，電流反而減小，即曲線斜率由正變負。2.2.2熱敏電阻溫度檢測4.熱敏電阻的特性除了電阻－溫度特性與伏安特性外，熱敏電阻還有功率－溫度特性和動態(tài)特性。功率－溫度特性是描述熱敏電阻的電阻體與外加功率之間的關(guān)系，與熱敏電阻所處的環(huán)境溫度、介質(zhì)種類和狀態(tài)等相關(guān)。2.2.2熱敏電阻溫度檢測5.熱敏電阻的應(yīng)用（1）熱敏電阻在檢測和電子電路中的應(yīng)用根據(jù)熱敏電阻的特性曲線，確定了熱敏電阻的應(yīng)用領(lǐng)域。表2-6是熱敏電阻作為檢測傳感元件的應(yīng)用。2.2.2熱敏電阻溫度檢測2.2.2熱敏電阻溫度檢測熱敏電阻元件在電子電路中的應(yīng)用2.2.2熱敏電阻溫度檢測（2）熱敏電阻的應(yīng)用實例NTC薄膜熱敏電阻MF52A作為溫度傳感器主要用于電腦、打印機、家用電器等，檢測核心集成電路的工作溫度，為散熱風(fēng)扇提供控制信號。玻璃封裝型熱敏電阻的應(yīng)用有：家用電器（如空調(diào)機、微波爐、電風(fēng)扇、電熨斗、熱水器、烤箱等）的溫度檢測與控制，辦公自動化設(shè)備（如復(fù)印機、打印機等）的溫度檢測或溫度補償，工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保、氣象、食品加工設(shè)備的溫度控制與檢驗，以及手機電池、儀表線圈、集成電路、石英晶體振蕩器和熱電偶的溫度補償。2.2.2熱敏電阻溫度檢測（2）熱敏電阻的應(yīng)用實例樹脂封裝型熱敏電阻可用于：空調(diào)設(shè)備、暖氣設(shè)備、電子體溫計、液位傳感、汽車電子、電子臺歷、手機電池充電等。日常生活中使用的豆?jié){機，安裝有熱敏電阻溫度傳感器，其作用是測量和控制豆?jié){機運行狀態(tài)。在人們制作豆?jié){、果汁或糊狀食物時，刀具快速旋轉(zhuǎn)粉碎加工物，電加熱器通電加熱混合液體，熱敏電阻溫度傳感器探測混合液溫度，當(dāng)溫度上升到100℃時，輸出控制信號斷開電加熱器和電機電源，并燈光提示食物加工結(jié)束。2.2.2熱敏電阻溫度檢測（2）熱敏電阻的應(yīng)用實例下圖為各種不同外形MF58-MF52全系列熱敏電阻溫度傳感器，其內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)基本相同，是由：熱敏電阻、內(nèi)部導(dǎo)線、高溫絕緣介質(zhì)、金屬殼體和連接導(dǎo)線組成。2.2.2熱敏電阻溫度檢測（2）熱敏電阻的應(yīng)用實例利用NTC熱敏電阻溫度傳感器可以實現(xiàn)溫度的自動控制。圖2-11所示為溫度自動控制電路。電路由降壓整流濾波電源電路和溫度控制電路兩部分組成。溫度控制電路NE555和R1、R2～R4、W1、W2等組成，R1為NTC熱敏電阻，W1為溫度下限預(yù)置調(diào)節(jié)，W2溫度上限預(yù)置調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)W1、W2使NE555②腳、⑥腳分別置于1/3Vcc、2/3Vcc附近。當(dāng)溫度低于下限溫度時，R1阻值變大使NE555②腳電位低于1/3Vcc，使NE555置位，③腳輸出高電平，使發(fā)光二極管LED2亮，繼電器K1吸合，觸點K1接通加熱器電源進行加熱。當(dāng)溫度升到上限溫度時，R1阻值變小，使NE555⑥腳電位大于2/3Vcc，②腳的電位大于1/3Vcc，使NE555復(fù)位，③腳輸出低電平，發(fā)光二極管LED1點亮，繼電器K1釋放，觸點K1斷開加熱器的電源，停止加熱。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)W1、W2可以準確地控制加熱溫度。2.2.2熱敏電阻溫度檢測高低溫度范圍自動控制電路圖2.2.2熱敏電阻溫度檢測下圖為比較器式NTC熱敏電阻溫度傳感器溫度控制器電路圖。NTC熱敏電阻溫度傳感器為D-53，25℃時電阻為5K，控溫范圍0～150℃，繼電器為G2VN-237P，采用VR1調(diào)節(jié)溫度。2.2.2熱敏電阻溫度檢測

PTC系列是正溫度系數(shù)熱敏電阻，其電阻值隨著熱敏電阻溫度的升高呈現(xiàn)出階躍性的增加，溫度越高，電阻值越大。當(dāng)它的居里溫度從40～300℃，在它的R-T特性曲線上，電阻值進入躍變區(qū)后陡升的一段可以作為溫度、液位、流量傳感方面的應(yīng)用。根據(jù)PTC熱敏電阻對溫度敏感的特性，設(shè)計用在過熱保護及溫度傳感的場合，應(yīng)用于開關(guān)電源，電器設(shè)備(電機、變壓器)，功率器件(晶體管)。特點是體積小，反應(yīng)時間快、安裝方便。過流保護JKP-PTC元件，將其串接在電路中可起到過電流保護作用并具有自動復(fù)原雙重功能，因此稱JKP-PTC為可恢復(fù)保險絲。2.2.2熱敏電阻溫度檢測JKP-PTC是由高分子聚合物及導(dǎo)電材料等混合制成。正常情況下，導(dǎo)電材料通過聚合物材料構(gòu)成三維導(dǎo)電通道，JKP-PTC阻值很??；當(dāng)有異常大電流通過時，JKP-PTC元件溫度迅速上升，聚合物材料隨即膨脹，使得導(dǎo)電通道斷開，引起阻抗劇增，通過的電流變小，電路如同斷開，達到保護目的。當(dāng)異常大電流消失后，JKP-PTC的發(fā)熱不足以維持其高阻狀態(tài)，阻抗恢復(fù)到低阻狀態(tài)。JKP-PTC過流保護的特點是無觸點、無噪音、無火花、自動保護、自動復(fù)原，可重復(fù)使用，其安全性能符合美國UL1434標準要求。2.2.2熱敏電阻溫度檢測JKP-PTC應(yīng)用電路2.2.2熱敏電阻溫度檢測如下圖分別為PTC發(fā)熱芯件（外包絕緣紙型和PTC標準件（外壓鋁殼型）產(chǎn)品，它們是電熱絲等其它發(fā)熱元件更新?lián)Q代的首選，主要用于：暖風(fēng)機、干手機、風(fēng)簾機、恒溫槽、多功能陶瓷燙、熔蠟器、熱熔膠槍、電熨斗、咖啡壺、足浴盆等等。使用PTC發(fā)熱器具有：無明火、恒溫、自動調(diào)節(jié)功率、高可靠性、熱交換率高、節(jié)能效果明顯、安全、使用壽命長等優(yōu)越特點。

2.2.2熱敏電阻溫度檢測冰箱、空調(diào)的壓縮電機啟動時，既要克服自身的慣性，同時又要克服高壓制冷劑的反作用力，壓縮機需要有較大的啟動電流產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，為此，通常要采用帶PTC熱敏電阻器的啟動電路。電路中熱敏電阻與啟動繞組串聯(lián)，PTC熱敏電阻在室溫下電阻很小，壓縮機剛開始運行時流過啟動繞組的電流很大，產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩；幾秒鐘后PTC熱敏電阻快速升溫，其阻值隨溫度的升高迅速增大呈高阻狀態(tài)，啟動繞組的電流下降至幾毫安，使得啟動繞組停止工作，此時壓縮機已進入正常運轉(zhuǎn)。2.2.3熱電偶溫度檢測熱電偶是將溫度量轉(zhuǎn)換為電勢大小的熱電式傳感器，廣泛用來測量-180～1800℃范圍內(nèi)的溫度。它具有結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬、準確度高、熱慣性小、便于遠傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點，可用來測量流體、固體以及固體壁面的溫度，微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用。如圖為不同用途的熱電偶溫度傳感器。

2.2.3

熱電偶溫度檢測1.熱電偶傳感器工作原理熱電效應(yīng)在1821年首先由西拜克（Seeback）發(fā)現(xiàn)，所以又稱西拜克效應(yīng)。把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成如圖所示的閉合回路，若導(dǎo)體A和B的連接處溫度不同（設(shè)T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。

2.2.3

熱電偶溫度檢測1.熱電偶傳感器工作原理兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組合成的閉合回路，稱為“熱電偶”。溫度高的熱端稱為工作端（或測溫端），溫度低的冷端稱為自由端（或參考端）。測溫時，將工作端置于被測溫度場中，自由端置于外部的恒定溫度場?；芈分兴a(chǎn)生的電動勢，叫熱電勢；熱電勢由兩部分組成，即溫差電勢和接觸電勢。

2.2.3熱電偶溫度檢測

2.2.3熱電偶溫度檢測1.熱電偶傳感器工作原理（1）接觸電勢接觸電勢是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢。導(dǎo)體A、B因自由電子密度不同，在接觸點就會產(chǎn)生電子擴散現(xiàn)象。2.2.3熱電偶溫度檢測（1）接觸電勢設(shè)導(dǎo)體A的自由電子密度nA大于導(dǎo)體B的自由電子密度nB，當(dāng)自由電子擴散處于動態(tài)平衡時，導(dǎo)體A失去電子帶正電荷，導(dǎo)體A得到電子帶負電荷，從而在導(dǎo)體A、B的接觸面形成一個從A到B的靜電場，形成電位差eAB，稱為接觸電勢。接觸電勢的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)，一般為10-3～10-2V。由物理學(xué)推導(dǎo)，有：式中，eAB(T)為導(dǎo)體A、B的接觸點在溫度T時形成的接觸電動勢；T為導(dǎo)體A、B的接觸點溫度；e為單位電子電荷，e=1.6×10-19C（庫倫）；k為波爾茲曼常數(shù)，k=1.38×10-23J/K；nAT

、nBT分別為導(dǎo)體A、B在溫度為T

時的電子密度。2.2.3熱電偶溫度檢測在下圖所示的閉合回路中，因熱端eAB(T)和冷端eAB(T0)方向相反，故閉合回路的總接觸電勢為eAB(T)－eAB(T0)。2.2.3熱電偶溫度檢測（2）溫差電勢溫差電勢是同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種電動勢。對于某一均勻介質(zhì)的導(dǎo)體，高溫端的電子能量要比低溫端的電子能量大，從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因獲得多余的電子而帶負電，在導(dǎo)體兩端便形成溫差電勢。該電勢與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長度、截面大小、沿其長度方向的溫度分布無關(guān)。

2.2.3熱電偶溫度檢測根據(jù)物理學(xué)的推導(dǎo)，單一導(dǎo)體的溫差電勢為：上式中，eA(T,T0)為導(dǎo)體A兩端溫度為T、T0時形成的溫差電勢；T、T0分別表示高低端的絕對溫度；σA為湯姆遜系數(shù)，表示導(dǎo)體A兩端的溫度差為1℃時所產(chǎn)生的溫差電勢，例如0℃時，銅的σ=2μV/℃。對于A、B構(gòu)成的閉合回路，總的溫差電勢為：2.2.3熱電偶溫度檢測（3）回路總電勢由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接觸點溫度分別為T、T0，且T＞T0，必存在著兩個接觸電勢和兩個溫差電勢，則回路總電勢為：式中，nAT、nAT0分別為導(dǎo)體A在結(jié)點溫度為T和T0時的電子密度，nBT、nBT0分別為導(dǎo)體B在結(jié)點溫度為T和T0時的電子密度，σA、σB分別為導(dǎo)體A和B的湯姆遜系數(shù)。2.2.3熱電偶溫度檢測理論和工程實驗均以證明，熱電偶的接觸電勢比其單一導(dǎo)體的溫差電勢要大得多，回路總電勢的大小和方向主要由接觸電勢決定。則有：由上式可知，熱電偶的總電勢大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)，當(dāng)冷端的溫度T0已知或恒定時，總電勢是工作端溫度T的單值函數(shù)，且有如下結(jié)論：

2.2.3熱電偶溫度檢測熱電偶回路總電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長度、粗細無關(guān)；只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）才能組合成熱電偶；只有當(dāng)熱電偶兩端溫度不同，熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時才能有熱電勢產(chǎn)生；導(dǎo)體材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使eAB(T0)=常數(shù)，則回路總電勢EAB(T,T0)就只與溫度T有關(guān)，而且是T的單值函數(shù)，這就是利用熱電偶測溫的原理。2.2.3熱電偶溫度檢測2.熱電偶的常用材料工程用熱電偶材料應(yīng)滿足條件：熱電勢變化盡量大，熱電勢與溫度關(guān)系盡量接近線性關(guān)系，物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，易加工，復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)，有良好的互換性。國際電工委員會（IEC）向世界各國推薦8種標準化熱電偶（已列入工業(yè)標準化文件中，具有統(tǒng)一的分度表）。我國已采用IEC標準生產(chǎn)熱電偶，并按標準分度表生產(chǎn)與之相配的顯示儀表。常用的熱電偶的常用材料有：鉑—鉑銠熱電偶（S型）：材料性能穩(wěn)定，測量準確度較高；可做成標準熱電偶或基準熱電偶。用途：實驗室或校驗其它熱電偶。測量溫度較高，一般用來測量1000℃以上高溫。

2.2.3熱電偶溫度檢測鎳鉻—鎳硅（或鎳鋁）熱電偶（K型）：正極為鎳鉻合金，負極為鎳硅合金；測量溫度：長期1000℃，短期1300℃。價格比較便宜，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，復(fù)現(xiàn)性好，熱電勢大，但精度稍差。鎳鉻—考銅熱電偶（E型）：正極為鎳鉻合金；負極為考銅合金。測量溫度：長期600℃，短期800℃。價格比較便宜，工業(yè)上廣泛應(yīng)用；在常用熱電偶中它產(chǎn)生的熱電勢最大。

鉑銠30—鉑銠6熱電偶（B型）：正極為鉑銠合金（用70％鉑，30％銠冶煉而成）；負極也為鉑銠合金（用94％鉑，6％銠冶煉而成）。測量溫度：長期可到1600℃，短期可達1800℃。材料性能穩(wěn)定，測量精度高；低溫?zé)犭妱輼O小，冷端溫度在50℃以下可不加補償；成本高。

2.2.3熱電偶溫度檢測以下為幾種特殊熱電偶銥50銠—銥10釕熱電偶：能測量高達2100℃的高溫。鎢錸—鎢錸20熱電偶：測量溫度范圍為300～2000℃，分度精度為1％。金鐵—鎳鉻熱電偶：主要用在低溫測量，可在2～273K范圍內(nèi)使用，靈敏度約為10μV／℃。鈀—鉑銥15熱電偶：是一種高輸出性能的熱電偶，在1398℃時的熱電勢為47.255mV，比鉑—鉑銠10熱電偶在同樣溫度下的熱電勢高出3倍，因而可配用靈敏度較低的指示儀表，常應(yīng)用于航空工業(yè)。鐵—康銅熱電偶：靈敏度高，約為53μV/℃，線性度好，價格便宜。銅—康銅熱電偶：熱電偶的熱電勢略高于鎳鉻—鎳硅熱電偶，約為43μV/℃。復(fù)現(xiàn)性好，穩(wěn)定性好，精度高，價格便宜，廣泛用于20K～473K的低溫實驗室測量中。

2.2.3熱電偶溫度檢測3.常用熱電偶的結(jié)構(gòu)類型（1）工業(yè)用熱電偶下圖為典型工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖。它由熱電偶絲、絕緣套管、保護套管以及接線盒等部分組成。實驗室用時為了減小熱慣性可不裝保護套管。

2.2.3熱電偶溫度檢測（2）鎧裝式熱電偶鎧裝式熱電偶又稱套管式熱電偶，斷面如圖2-20所示。它是由熱電偶絲、絕緣材料，金屬套管三者拉細組合而成一體。又由于它的熱端形狀不同，可分為四種型式：碰底型、不碰底型、露頭型、帽型。優(yōu)點是小型化（直徑從12mm到0.25mm任選）、壽命長、熱慣性小，使用方便。測溫范圍在1100℃以下的有：鎳鉻—鎳硅、鎳鉻—考銅鎧裝式熱電偶。

2.2.3熱電偶溫度檢測（3）快速反應(yīng)薄膜熱電偶

用真空蒸鍍方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板上而形成薄膜裝熱電偶，其熱接點極?。?.01～0.lμm），因此，特別適用于對表面溫度的快速測量。安裝時，用粘結(jié)劑直接將它粘結(jié)在被測物體壁面上。常用的有：鐵—鎳、鐵—康銅和銅—康銅三種，尺寸為60×6×0.2mm，絕緣基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等；測溫范圍在300℃以下；反應(yīng)時間快，僅為幾微秒。

2.2.3熱電偶溫度檢測（4）快速消耗微型熱電偶下圖為一種測量鋼水溫度的熱電偶。它是用直徑為Φ0.05～0.lmm的鉑銠10一鉑銠30熱電偶裝在U型石英管中，再鑄以高溫絕緣水泥，外面再用保護鋼帽所組成。這種熱電偶使用一次就焚化，優(yōu)點是熱慣性小，測量精度可達±5～7℃。2.2.4溫度檢測應(yīng)用案例1.家用空調(diào)溫度檢測空調(diào)器是空氣調(diào)節(jié)器的簡稱?！惴块g空調(diào)器的主要功能是調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度、濕度，并使之保持在一定范圍內(nèi)，為人們提供舒適的生活環(huán)境?？照{(diào)器是由制冷系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)3個部分組合而成?？刂齐娐钒▎纹瑱C和晶振電路、電源、LED及數(shù)碼管顯示模塊、鍵盤、紅外接收、溫度測量及蜂鳴器、繼電器驅(qū)動等模塊。

2.2.4溫度檢測應(yīng)用案例溫度檢測模塊電路，在控制板上連接了2個溫度檢測傳感器：TH1室溫傳感器和TH2室內(nèi)盤管溫度傳感器?？照{(diào)器溫度傳感器一般采用負溫度系數(shù)的NTC元件。其檢測原理為，熱敏電阻TH1與RJ12串聯(lián)分壓；電容C15主要起濾波作用，消除讀數(shù)誤差；從RJ12上取得溫度電壓信號經(jīng)過R9輸入單片機管腳19（PD1），PD1是單片機JL3的A/D轉(zhuǎn)換輸入端。當(dāng)檢測溫度升高時，TH1的電阻Rt下降，RJ12分壓值上升，PD1管腳輸入電壓上升。反之，當(dāng)溫度下降時，TH1的電阻Rt上升，則RJ12分壓值下降，PD1管腳輸入電壓值下降。

某款窗機空調(diào)電路完整的電路圖（不包括遙控器電路）

2.2.4溫度檢測應(yīng)用案例2.智能電飯煲溫度檢測智能電飯煲主要由電源部分和控制電路組成，主控電路與熱敏電阻溫度傳感器形成反饋回路，主控電路實現(xiàn)兩種功能：一是采樣熱敏電阻溫度傳感器獲得的溫度信號，二是依據(jù)用戶選用的工作方式，控制繼電器的工作方式實現(xiàn)對電熱盤加熱的溫度控制。檢測系統(tǒng)一般要采樣兩個溫度點，即鍋底溫度及頂蓋溫度。系統(tǒng)中采用熱敏電阻檢測溫度，熱敏電阻的電阻值隨溫度變化而改變，阻值的變化引起兩端電壓的變化，通過測量電壓值推算出被測物體的溫度，這種傳感器主要用于-200～500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測量。2.智能電飯煲溫度檢測以單片機為控制核心，外接輸入輸出模塊。加熱盤的驅(qū)動控制、數(shù)碼管和功能指示燈的驅(qū)動屬于輸出電路模塊；溫度傳感器和界面的按鍵電路屬于輸入模塊。

2.2.4溫度檢測應(yīng)用案例2.2.4溫度檢測應(yīng)用案例智能電飯煲電路原理圖

觀察與思考

機械式電飯煲的溫度檢測在智能電飯煲出現(xiàn)以前能自動煮飯的電飯煲被稱為機械式電飯煲，雖然沒有智能功能，一般只實現(xiàn)單一的煮飯功能，但當(dāng)米飯煮好后它能自動斷電而且還具有保溫功能，其原理是什么？采用了什么特殊器件？該器件是如何檢測溫度的？拓展提高

其他家用電器產(chǎn)品的溫度檢測很多廚房電器及衛(wèi)浴電器（如微波爐、電磁爐、熱水器等）均具有溫度檢測裝置及溫度的控制處理模塊。以熱水器為例，當(dāng)用戶設(shè)置好熱水溫度后，熱水器就能根據(jù)用戶的設(shè)置自動運行并保持水溫為設(shè)定值。這是我們衡量熱水器性能的一個重要指標。某些產(chǎn)品在實際使用中會出現(xiàn)流出水溫不能恒溫的現(xiàn)象，流出水溫忽冷忽熱，使用者能感覺到溫度的變化（因為人體皮膚對水溫忽冷忽熱的快慢變化是非常敏感的），請問是什么原因?qū)е铝诉@種水溫控制不能恒溫現(xiàn)象呢？2.3集成溫度傳感器及其應(yīng)用*2.3.1模擬式集成溫度傳感器2.3.2數(shù)字式集成溫度傳感器2.3集成溫度傳感器及其應(yīng)用*集成溫度傳感器，是指把半導(dǎo)體溫度傳感器與后續(xù)的放大電路、信號處理電路等，用集成電路工藝技術(shù)制作在同一芯片上的集成功能器件；半導(dǎo)體溫度傳感器的溫度檢測原理是利用溫度對晶體管三極管集電極電流Ic和基極-發(fā)射極PN結(jié)電壓Vbe的影響，將溫度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號實現(xiàn)溫度檢測。集成溫度傳感器具有輸出線性好、測量精度高、體積小、價格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠、微功耗等特點，適合遠距離測溫、測控，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單，使用方便。目前，集成溫度傳感器在溫度檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多，根據(jù)輸出信號的不同可分為模擬式集成溫度傳感器和數(shù)字式集成溫度傳感器，模擬式集成溫度傳感器又細分為電壓型和電流型。2.3集成溫度傳感器及其應(yīng)用*2.3.1模擬式集成溫度傳感器1．電壓型集成溫度傳感器電壓型集成溫度傳感器的輸出阻抗低、抗干擾能力強，特別適合于工業(yè)現(xiàn)場測量。典型產(chǎn)品為日本松下公司生產(chǎn)AN6701S電壓輸出型集成溫度傳感器。AN6701是一種靈敏度高、價格便宜、工作溫度范圍寬的集成溫度傳感器，由溫度檢測電路、溫度補償電路以及緩沖放大器3部分組成。它采用微型封裝形式，改善了熱響應(yīng)特性。2.3.1模擬式集成溫度傳感器1．電壓型集成溫度傳感器AN6701溫度傳感器的檢測電路是利用晶體管對兩個發(fā)射極的電流密度差產(chǎn)生基極-發(fā)射極之間的電壓差（Vbe）的原理而工作的。圖示為溫度檢測及溫度補償電路圖，T1—T5為檢測電路，T8—T11及RC組成的電路產(chǎn)生正比其絕對溫度的電流，該電流通過T12和T13注入T7，即可獲得對應(yīng)于注入電流的補償溫度。2.3.1模擬式集成溫度傳感器1．電壓型集成溫度傳感器2.3.1模擬式集成溫度傳感器在AN6701應(yīng)用實例中，圖（a）是正電源使用時的電路；圖（b）是負電源使用時的電路；圖（c）是輸出反相的電路。AN6701除了外接溫度特性校正電阻RC以外，不必外接其他元件，就能進行高靈敏度的溫度測量，可獲得0.l℃的分辨率，主要用于溫度控制電路，也可以用做體溫計等。2.3.1模擬式集成溫度傳感器AN6701的輸入輸出特性與外接電阻RC有關(guān)。25℃時若用RC設(shè)定5V的輸出電壓，則RC的阻值范圍為3～30kΩ，這時的靈敏度為109～1l0mV/℃。通過校正，在-10～+80℃溫度范圍內(nèi)可以獲得±0.1℃的精度。RC的值與輸出特性的關(guān)系如圖所示。2.3.1模擬式集成溫度傳感器2．電流型集成溫度傳感器AD590是美國ANALOGDEVICES公司生產(chǎn)的電流輸出型溫度傳感器，輸出電流IO與它所處的熱力學(xué)溫度T成線性關(guān)系。圖為AD590的不同封裝形式圖。2.3.1模擬式集成溫度傳感器2．電流型集成溫度傳感器圖中，Q8和Q11是溫度敏感晶體三極管，其基極-發(fā)射極PN結(jié)電壓Vbe值與熱力學(xué)溫度T成比例，R5和R6將電壓轉(zhuǎn)換為電流；Q10鏡像Q9和Q11的集電極電流，并為整個電路提供靜態(tài)偏置電流和漏極電流。R5和R6薄膜電阻用于校準器件，經(jīng)過激光調(diào)整使AD590在298.2K（25°C）時輸出電流為298.2μA。2.3.1模擬式集成溫度傳感器（1）AD590特性流過器件的電流（μA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度；測溫范圍為-55℃～+150℃；電源電壓范圍為4～30V，輸出電流223μA（-50℃）～423μA（+150℃），靈敏度為1μA/℃?？沙惺?4V正向電壓和20V反向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞；精度高，在-55℃~+-150℃范圍內(nèi)，非線性誤差僅為±0.3℃。當(dāng)在電路中串接取樣電阻R時，R兩端的電壓可作為輸出電壓。注意R的阻值不能取得太大，以保證AD590電壓不低于3V。AD590輸出電流信號傳輸距離可達到1km以上，適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。2.3.1模擬式集成溫度傳感器（1）AD590特性

當(dāng)AD590工作電壓為4V～30V是時，IO為一恒流值輸出：式中：KT為標定因子，AD590的標定因子為1μA/K，TK為熱力學(xué)溫度。將式2-16中TK代換為攝氏溫度TC則有：當(dāng)溫度為0℃時，輸出電流IO為273.2μA。在常溫25℃時，標定輸出電流為298.2μA。2.3.1模擬式集成溫度傳感器1）簡易數(shù)字式攝氏溫度計利用AD590和數(shù)字萬用表200mV電壓檔制作簡易溫度計，R2和R3為高精度2kΩ電位器，R4為高精度75MΩ電位器（初始調(diào)定為60MΩ），該電路采用惠斯通電橋法測量。將AD590制作成為防水的溫度計探頭放入冰水混合液中，R2和R3調(diào)節(jié)為1kΩ，調(diào)節(jié)R4使電壓表示值為零，此時R2和R3上所分得的電壓皆為273.2mV，電路轉(zhuǎn)換系數(shù)為1mV/℃。因此電壓表上讀得的mV數(shù)即代表AD590檢測到的攝氏溫度。由于AD590的轉(zhuǎn)換靈敏度不是嚴格的1.0μA/℃，一般有千分之零點幾(δ‰)的差異，因此可調(diào)整R2使之改變(δ‰)，補償靈敏度引起的誤差，以提高測量精度。2.3.1模擬式集成溫度傳感器2）數(shù)字式平均攝氏溫度計如果要測量多個個溫度點的平均溫度，只需接入n個并聯(lián)的AD590，R2、R3的阻值相應(yīng)地調(diào)整為1/nkΩ。電路調(diào)節(jié)方法與簡易數(shù)字式攝氏溫度計相同。2.3.1模擬式集成溫度傳感器3）數(shù)字式溫差計AD741為電流電壓轉(zhuǎn)換器。當(dāng)兩個AD590處于相同溫度時，I1=I2，A端輸出電流I3為零，B端輸出電壓也為零；當(dāng)兩個傳感器存在溫差ΔT時，I3=I1-I2（設(shè)I1＞I2），B端輸出相應(yīng)的電壓U，由數(shù)字電壓表顯示。當(dāng)ΔT在0～6℃范圍內(nèi)時，U正比于I3，I3正比于ΔT，因此U與ΔT呈線性關(guān)系。R1和R2用來調(diào)整AD741的輸出，可確保兩傳感器等溫時輸出電壓為0。R3用以調(diào)節(jié)AD741的放大倍數(shù)。當(dāng)各電阻取圖時所標示阻值時，B端輸出為10mV/℃。2.3.1模擬式集成溫度傳感器4）恒溫控制AD590恒溫控制電路如后圖所示。LF356為電流電壓轉(zhuǎn)換器，LM311為電壓比較器，RW1、RW2、RW3、RW4和2DW7C電路用以設(shè)置控溫電路的溫度預(yù)定值T0。AD590輸出的電流經(jīng)LF356后轉(zhuǎn)換為一負電壓（相對于接地點）輸出Va。比較器LM311對Va和Vb進行比較，如果Va

＞Vb

，則輸出一恒定的正電壓VＯ，三極管3DK4B導(dǎo)通，固體繼電器J1接通。由于有電流通過，交流接觸器J2的常開觸點閉合，電熱絲通電加熱。隨著恒溫水槽水溫的升高，AD590的溫度T升高，使|Va|增大。當(dāng)T＞T0

時，Va

＜Vb

，LM311的輸出為低電平，使3DK4B截止，J1斷開，J2常開觸點隨之?dāng)嚅_，電熱絲停止加熱，T下降。當(dāng)T＜T0

時，Va＞Vb

，電熱絲再次通電加熱，從而達到恒溫控制的目的。2.3.1模擬式集成溫度傳感器AD590恒溫控制電路2.3.2數(shù)字式集成溫度傳感器數(shù)字式溫度傳感器和模擬傳感器最大的區(qū)別，是將溫度信號直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，然后通過串行通信的方式輸出。DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的新型單總線數(shù)字溫度傳感器。DS18B20采用3腳TO-92（或8腳DIP）封裝，以串行通信的方式與微處理器進行數(shù)據(jù)通信，讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)僅需要一根I／O總線。該器件將半導(dǎo)體溫度傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上，從傳感器單總線端口可直接讀出溫度信號數(shù)值；信號傳輸可采用兩芯DQ、GND-VDD（或三芯DQ、GND和VDD）電纜構(gòu)成的單總線結(jié)構(gòu)。2.3.2數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20的工作電壓為3.0V～5.5V，有兩種供電方式。寄生電源由兩個二極管和寄生電容組成，電源檢測電路用于判定供電方式。寄生電源供電時，VDD端接地，器件從總線上獲取電源。在I/O線呈低電平時，由寄生電容上的電壓繼續(xù)向器件供電。若采用外部電源，則連接VDD、通過二極管向器件供電。每片DS18B20都包含一個64位激光刻蝕ROM代碼，它由8位廠商代碼（28h）、48位唯一序列碼和8為CRC碼組成，構(gòu)成了器件的唯一地址編碼；使一條單總線上可掛接任意多個DS18B20溫度傳感器，微處理器通過對器件的尋址，就可以讀取指定地址編碼傳感器的溫度值，從而簡化了信號采集系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)。2.3.2數(shù)字式集成溫度傳感器

DS18B20的溫度測量范圍是-55℃～+125℃。表2-8是溫度存儲格式與配置寄存器控制字的格式。從表中可知，檢測溫度由兩個字節(jié)組成，字節(jié)1的高5位S代表符號位，字節(jié)0的低四位是小數(shù)部分，中間7位是整數(shù)部分；字節(jié)4是配置寄存器控制字的格式，當(dāng)R1R0的值分別為00B、01B、10B、llB時，對應(yīng)的分辨率為9、10、11、12位，溫度分辨率分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，對應(yīng)的轉(zhuǎn)換時間為93.75ms、187.5ms、375ms、750ms。出廠時默認配置為12位。DS18B20對溫度的測量值是以l6位帶符號擴展的二進制補碼形式，存儲在高速緩沖存儲器的第0、1字節(jié)。單片機可通過單總線接口讀取該數(shù)據(jù)（低位在前、高位在后）。當(dāng)工作在12位分辨率下溫度與數(shù)字輸出的對應(yīng)關(guān)系如表2-9所示。2.3.2數(shù)字式集成溫度傳感器2.3.2數(shù)字式集成溫度傳感器當(dāng)主機發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令（44H）時，便啟動了溫度轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)換時間最長750mS。主機通過讀暫存器功能命令（BEH），將溫度值讀出。通過寫暫存器功能命令（4EH），可改變分辨率的設(shè)置。功能命令詳解參考“DS18B20ProgrammableResolution1-WireDigitalThermometer，1線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20操作說明”。

2.3.2數(shù)字式集成溫度傳感器

如圖所示是進行多點溫度檢測的系統(tǒng)原理圖，DS18B20采用單總線寄生電源供電方式，DS18B20作為從屬器件，主控器件為微處理器89C51。為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，用一個MOSFET管和89C51的一個I/O口（P1.0）來完成對DS18B20總線的上拉。由于單總線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的，為了操作方便，使用89C51的P1.1口作發(fā)送口Tx，P1.2口作接收口Rx。此種方法可掛接數(shù)十片DS18B20，距離可達到50米。由于讀、寫在操作上是分時進行，故不存在信號競爭問題。拓展提高

集成溫度傳感器隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，溫度傳感器的種類日益繁多，數(shù)字溫度傳感器更因適用于各種微處理器接口組成的自動溫度控制系統(tǒng)具有可以克服模擬傳感器與微處理器接口時需要信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換器的弊端等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電子測溫計、醫(yī)療儀器等各種溫度控制系統(tǒng)中。隨著現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，集成溫度傳感器得到了更加廣泛的應(yīng)用。拓展提高

集成溫度傳感器常用的模擬溫度傳感器有μPC616、LM3911、LM35、LM57、LM335、LM45、AC2626、AD22103、AD594/5/6/7、TMP17、TMP35、TMP36GT9、TMP37、ADT14、TC1047A；有代表性的數(shù)字溫度傳感器有DS18B20、DS1722、DS1612、DS1615、DS17775、DS1624、MAX6575/76/77、MAX6635、MAX1619、AT30TS750、SMT16030、STTS751、S-5851A、DS7505、LM86、AD7817等。請任意選擇一種型號的集成溫度傳感器，從互聯(lián)網(wǎng)上搜索其技術(shù)資料，完成“XXXXXX集成溫度傳感器原理及應(yīng)用”的報告。2.4常用濕度傳感器2.4.1濕度的定義2.4.2濕度傳感器2.4.3濕度傳感器檢測應(yīng)用2.4常用濕度傳感器2.4常用濕度傳感器濕度是與溫度密切相關(guān)的一個物理量，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對環(huán)境濕度進行測量及控制。例如，農(nóng)業(yè)大棚種植和家禽孵化養(yǎng)殖必須嚴格控制溫度和濕度；煙草行業(yè)、食品加工行業(yè)的生產(chǎn)也有嚴格的溫度和濕度環(huán)境要求；電子產(chǎn)品生產(chǎn)線為了防止靜電危害也必須控制生產(chǎn)環(huán)境濕度。對濕度信息的檢測需要用濕度傳感器來獲取。

2.4.1濕度的定義空氣是含有水蒸氣的混合氣體，空氣中水蒸氣的含量稱為濕度。它是表示大氣干燥程度的物理量。常用的濕度表示法有絕對濕度和相對濕度。1.絕對濕度絕對濕度（AbsoluteHumidity）是指在一定溫度和壓力條件下，單位體積內(nèi)混合氣體中所含水蒸氣的質(zhì)量。絕對濕度給出了水分在空間的具體含量，常用AH表示，其定義為：式中，mV

為待測空氣中水蒸氣的質(zhì)量；V為待測空氣的總體積；AH為待測空氣的絕對濕度，單位為g／m3（克／立方米）。2.4.1濕度的定義2.相對濕度相對濕度（RelativeHumidity）是指被測混合氣體中的水蒸氣氣壓和該混合氣體在相同溫度下飽和水蒸氣氣壓的百分比。相對濕度給出大氣的潮濕程度，它是一個無量綱的值，常用RH表示，其表達式為：式中，PV

為溫度T時混合氣體中的水蒸氣分壓，PW

為被測空氣在相同溫度T

下的飽和水蒸氣氣壓。2.4.2濕度傳感器濕度傳感器是由濕度敏感元件和轉(zhuǎn)換、處理電路組成，能感受外界的濕度變化，并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化將環(huán)境濕度變換為電信號的裝置。通常要求濕度敏感元件在各種氣體環(huán)境下穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、壽命長、有互換性、耐污染、受溫度影響小等特性。濕度敏感元件是基于其功能材料能發(fā)生與濕度有關(guān)的物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上制造的，這些功能可以通過與濕度有關(guān)的電阻或電容的變化、長度或體積的脹縮、以及結(jié)型器件或MOS器件的某些電參數(shù)的變化等而得以實現(xiàn)。2.4.2濕度傳感器1.濕度傳感器分類根據(jù)濕度的定義，可理解為空氣中水分子的含量，濕度檢測即是檢測空氣中的水分子。因此，濕度傳感器的分類可按與水分子的親和力分為：水分子親和力型和非水分子親和力型。2.4.2濕度傳感器1.濕度傳感器分類在現(xiàn)代工業(yè)中常用的濕度傳感器大多是水分子親和力型，它們將濕度信號轉(zhuǎn)化為阻抗或電容的變化，通過轉(zhuǎn)換、處理電路輸出為電流、電壓或直接為與濕度對應(yīng)的數(shù)字信號。目前濕度傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展。有機高分子材料具有很好的水分子親和力，可用其制成濕度敏感元件。當(dāng)其為電容式濕度傳感器時，高分子材料吸濕后介電常數(shù)明顯改變；當(dāng)其為電阻式濕度傳感器，高分子材料吸濕后電阻明顯變化，從而實現(xiàn)對濕度信號的檢測。2.4.2濕度傳感器2.電容式濕度傳感器

電容式濕度傳感器一般是用高分子薄膜電容制成，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。

2.4.2濕度傳感器右圖中的圓形濕度傳感器是法國Humirel公司生產(chǎn)的SH1101型濕敏電容傳感器，是基于獨特工藝設(shè)計的電容元件，擁有專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)。其特點是抗靜電、防灰塵、有效抵抗各種腐蝕性氣體、極好的線性輸出；溫度影響小，常溫使用無需溫度補償；響應(yīng)時間為5S，浸水或結(jié)露后10S迅速恢復(fù)；長期穩(wěn)定性及可靠性高，年漂移量0.5%RH；測量范圍是1%～99%RH；當(dāng)相對濕度從0變化到100%時，電容量的變化范圍是163pF～202pF，溫度系數(shù)為0.04pF/℃，濕度滯后量為±1.5%；可廣泛應(yīng)用于溫濕度儀表、孵化機、家電、OA設(shè)備以及各種需要測量相對濕度的場合。2.4.2濕度傳感器高分子薄膜電介質(zhì)電容式濕度傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其上部為多孔質(zhì)的金電極，可使水分子透過，當(dāng)水分子被高分子薄膜吸附時，介電常數(shù)發(fā)生變化。隨著環(huán)境濕度的提高，高分子薄膜吸附的水分子增多，因而濕度傳感器的電容量增加，根據(jù)電容量的變化可測得相對濕度。2.4.2濕度傳感器左圖是某型號高分子薄膜電容式濕度傳感器的電容—濕度特性的曲線圖，其電容隨著環(huán)境溫度的增加而增加，基本上呈線性關(guān)系。當(dāng)測試頻率為l.5MHz左右時，其輸出特性有良好的線性度。對其它測試頻率，如1kHz、10kHz，盡管傳感器的電容量變化很大，但線性度欠佳。使用時可外接轉(zhuǎn)換電路，使電容—濕度特性趨于理想直線。

2.4.2濕度傳感器3.電阻式濕度傳感器電阻式濕度傳感器是在基片上覆蓋一層用高分子感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可實現(xiàn)濕度的測量。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化物濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻、碳膜濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點是靈敏度高，缺點是線性度和產(chǎn)品的互換性較差。

2.4.2濕度傳感器3.電阻式濕度傳感器以聚苯乙烯磺酸鋰濕度傳感器為例，其電阻—濕度特性曲線如圖所示，當(dāng)環(huán)境濕度變化時，傳感器在吸濕和脫濕兩種情況下有互不重合的感濕特性曲線。在整個濕度范圍內(nèi)，其阻值與相對濕度的關(guān)系在單對數(shù)坐標紙上近似為一直線。吸濕和脫濕時濕度指示的最大誤差值為（3～4）％RH。2.4.2濕度傳感器3.電阻式濕度傳感器聚苯乙烯磺酸鋰的電導(dǎo)率隨溫度的變化較為明顯，具有負溫度系數(shù)。在0～55℃時，溫度系數(shù)為-0.6％～-1.0％RH／℃。

聚苯乙烯磺酸鋰濕度傳感器的升濕響應(yīng)時間比較快，降濕響應(yīng)時間比較慢，響應(yīng)時間在一分鐘之內(nèi)。濕滯比較小，在1％～2％RH之間。這種濕度傳感器具有良好的穩(wěn)定性。存儲一年后，其最大變化不超過2％RH，完全可以滿足器件穩(wěn)定性的要求。2.4.2濕度傳感器4.集成濕度傳感器將經(jīng)典的電阻式（或電容式）濕度傳感器與后續(xù)的放大電路、信號處理電路等，用集成電路工藝技術(shù)制作在同一芯片上就構(gòu)成了集成濕度傳感器。國外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為美國Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），法國Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），瑞士Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。這些產(chǎn)品可分成以下三種類型：2.4.2濕度傳感器4.集成濕度傳感器線性電壓輸出式集成濕度傳感器

典型產(chǎn)品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點是采用5VDC恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的0.8～3.9VDC線性電壓輸出信號，功耗低、響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性、重復(fù)性好，低溫飄，抗化學(xué)腐蝕性能強。廣泛應(yīng)用于氣象站、環(huán)境測試、蒸汽泄露探測、儀表測試設(shè)備、濕度調(diào)節(jié)器、OA設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等。2.4.2濕度傳感器4.集成濕度傳感器線性頻率輸出集成濕度傳感器

典型產(chǎn)品為利用濕敏電容傳感器HS1101制作的濕度傳感器模塊HF3223型。它采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在55%RH時的輸出頻率為8750Hz（型值），當(dāng)濕度從10%變化到95%時，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種傳感器具有線性度好、抗干擾能力強、便于配數(shù)字電路或單片機、價格低等優(yōu)點。2.4.2濕度傳感器

4.集成濕度傳感器頻率／溫度輸出式集成濕度傳感器

典型產(chǎn)品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信號輸出端，利用負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻作為溫度傳感器。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，其電阻值也相應(yīng)改變并且從NTC端引出，配上二次儀表即可測量出溫度值。

2.4.2濕度傳感器4.集成濕度傳感器2002年瑞士Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11、SHT15型智能化溫度／濕度傳感器，芯片內(nèi)部包含相對濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉(zhuǎn)換器、校準存儲器（E2PROM）、易失存儲器（RAM）、狀態(tài)寄存器、循環(huán)冗余校驗碼（CRC）寄存器、二線串行接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測電路。2.4.2濕度傳感器4.集成濕度傳感器出廠前，每只傳感器都在濕度室中做過精密標準，標準系數(shù)被編成相應(yīng)的程序存入校準存儲器中，在測量過程中可對相對濕度進行自動校準。測量相對濕度的范圍是0～100%，分辨力達0.03%RH，最高精度為±2%RH。測量溫度的范圍是-40℃～+123.8℃，分辨力為0.01℃。在測量濕度、溫度時A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)分別可達12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高測量速率，減小芯片的功耗。產(chǎn)品互換性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強，不需要外部元件，適配各種單片機，可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備及溫度／濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。2.4.3濕度傳感器的檢測應(yīng)用1.食用油水分檢測儀2.4.3濕度傳感器的檢測應(yīng)用1.食用油水分檢測儀食用油在生產(chǎn)、倉儲和銷售過程中，都需要進行油品安全檢查，以防油品變質(zhì)，特別是要防止劣質(zhì)食用油進入銷售環(huán)節(jié)，引發(fā)群體食物中毒事故。其中一個重要的項目就是食用油水分檢查，利用水分檢查儀能定性地檢查出糧油中水分的相對含量是否符合標準。純凈的食用油是不含水分、利用濕敏電阻作為傳感器可制成水分檢測器，用不同的音頻來定性判斷水分含量的多少。2.4.3濕度傳感器的檢測應(yīng)用1.食用油水分檢測儀水分檢查儀電路由555時基電路及RX、R5和C1構(gòu)成振蕩器，振蕩頻率為：其中，RX為濕敏電阻。當(dāng)水分含量很低時，RX阻值高，振蕩頻率很低（Hz）；當(dāng)水分含量高時，RX阻值變小，振蕩頻率升高。當(dāng)RX在2M左右時，振蕩頻率在幾十赫茲左右，接通電源后喇叭里發(fā)出“噠噠”聲響，指示燈LED發(fā)出閃爍的紅光，表示食用油含有水分；利用標準電阻R2、R3、R4組成測試電路的標定電阻，參與電路振蕩，可分別獲得3個不同頻率的音頻輸出，分別對應(yīng)3個等級的定性水分含量。斷開標定電阻，比較RX的振蕩輸出音頻，從而判別食用油中水分的含量等級。

2.4.3濕度傳感器的檢測應(yīng)用2.濕度檢測控制器在農(nóng)業(yè)大棚種植和家禽孵化養(yǎng)殖中必須嚴格控制空氣的溫度和濕度，以提高產(chǎn)量、家禽幼雛的成活率和出欄率，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長。為此，需要進行溫度和濕度的自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)控制，濕度檢測控制電路，既能檢測濕度又能對濕度起到一定的控制作用。2.4.3濕度傳感器的檢測應(yīng)用2.濕度檢測控制器電路中，RS是濕敏電阻，其阻值隨濕度變化而變化。在環(huán)境濕度為70%RH時，電阻值為40kΩ左右，當(dāng)濕度增加時電阻減小。顯然，環(huán)