热敏电阻和模拟温度传感器感测解决方案

电子设计 2018-05-17 08:46 次阅读

选择合适的温度传感器不但可以节省成本,还可以尽可能地提高系统性能。在这篇博文中,我将主要来谈一谈热敏电阻和模拟温度传感器,这两个都是成本有效的温度感测解决方案。而问题在于,你怎么才能知道选择哪一个呢?

从技术上讲,热敏电阻是一种电阻器,它的电阻值随温度的变化而变化。如图1中所示,需要一个偏置电路和少数几个外部组件,在这里,偏置电阻器和热敏电阻组成了一个分压器,并且被接到一个可选运算放大器上,这个运算放大器与微控制器 (MCU) 的模数转换器 (ADC) 相连,从而将热敏电阻的电阻值转换为一个温度值。

图1:热敏电阻解决方案

热敏电阻的优势在于其低成本。此外,作为一个电阻器,它可以采用极小型两端子封装,并被放置在接线式探针内。

热敏电阻的缺点是,只有在很窄的温度范围内,它的输出才是线性和准确的,而在这个范围之外会变得非线性。图2绘制了三条热敏电阻的输出曲线,偏置电阻分别为1MΩ、35kΩ和10kΩ。在窄温度范围内,每条曲线都是线性的,不过在偏置电阻分别为1MΩ、35kΩ和10kΩ,而温度分别为10ºC、75ºC和50ºC以下时,这三条曲线为非线性。虽然针对特定温度,可以使用专门校准的热敏电阻来实现目标精度,但是这种热敏电阻成本较高,并且这三款不同的器件也使得库存管理变得过于复杂。其它缺点还包括无法预计的故障、抗扰度低和功耗较高。

图2:热敏电阻输出电压与温度之间的关系图

出于某些原因,在不可预测性和功耗不是那么关键的地方,热敏电阻最适合于窄温度范围内的温度测量。

模拟温度传感器是一个有源半导体器件,它的输出是与温度成比例的电压值或电流值。作为一个集成电路 (IC),模拟温度传感器具有热敏电阻所不具备的内置智能性,从而使与模拟温度传感器有关的设计工作变得简单。图3显示了其中一款TI LMT系列模拟温度传感器的典型应用,在这个应用中,只有IC,而未使用外部组件。

图3:模拟温度传感器解决方案(LMT系列)

与热敏电阻不同,TI模拟温度传感器在宽温度范围内的测量值是很准确的,并且在整个工作范围内具有线性输出。你无需担心不同器件的库存情况。此外,TI的独特设计也使得这些器件具有极低电流和低噪声敏感度。图4中给出的是TI LMT84低成本模拟温度传感器的输出,它的输出在-50ºC至150ºC的范围内保持线性。

图4:LMT84输出电压与温度之间的关系图

图5显示的是同一器件的流耗曲线与一款典型热敏电阻的流耗曲线的比较。LMT84消耗的电流为5µA(-50ºC至150ºC的温度范围内),而热敏电阻的流耗在101µA至315µA之间。

图5:功率耗散—热敏电阻与模拟温度传感之间的比较

图6显示的是,被安装在开关稳压器上的一个模拟温度传感器与一个热敏电阻在嘈杂环境中的工作噪声的比较图。在室温下,热敏电阻与传感器的噪声水平相等,不过在温度比较高的环境中,由于热敏电阻的分辨率下降,它的噪声水平会变得更差。通常情况下,模拟温度传感器的工作噪声比热敏电阻的噪声水平低3倍。

图6:热敏电阻与模拟温度传感器在连接到开关稳压器时的噪声实验

对于很窄的温度范围(通常情况下为0ºC到70ºC之间),由于它所具有的范围窄、线性高的范围和成本有效性,热敏电阻能够很好运行。虽然针对特定温度,有专门校准的热敏电阻可以用来实现目标精度,不过它们的成本过高,并且保持这些不同器件的库存也是一件很困难的事情。模拟温度传感器消除了这些难题,并在成本方面很有竞争力。请在下方给我留言,与我分享你在使用这些器件时的经历,以及你是如何解决系统温度感测难题的。如需了解与TI温度传感器产品组合和其它应用相关的信息,请访问其它资源内列出的链接。

热门推荐

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

10个任何人都可以做的Arduino项目!

在规划阶段,您只需要一个电源、像Arduino Pro micro 5v这样的微控制器和两个组件:P....

的头像 玩转单片机 发表于 05-21 17:25 161次阅读
10个任何人都可以做的Arduino项目!

LK250-145U高分子PTC热敏电阻产品规格书.pdf

关于IC的脚位,功能等的详细描述

发表于 05-21 10:29 7次阅读
LK250-145U高分子PTC热敏电阻产品规格书.pdf

TI芯片LM20于远程系统的小型温度传感器的应用

这些曲线将硅温度传感器的温度传递函数与NTC热敏电阻的电压传递函数进行比较。热敏电阻的非线性可以用查....

发表于 05-21 10:24 15次阅读
TI芯片LM20于远程系统的小型温度传感器的应用

一文详解负温度系数热敏电阻

新的爱普科斯负温度系数热敏电阻是由TDK-EPC以基于晶片的制造工艺开发的,可以非常简单地整合入功率....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 05-20 07:03 79次阅读
一文详解负温度系数热敏电阻

一种利用两种不同温度系数材料来实现温度传感器的技术的概述

传统的嵌入式温度传感器利用三极管和 ADC 来实现,本文提出了一种利用两种不同温度系数材料作为传感,....

的头像 集成电路应用杂志 发表于 05-19 10:33 383次阅读
一种利用两种不同温度系数材料来实现温度传感器的技术的概述

用于远程系统的微型模拟输出温度传感器的详细资料概述

LM20、LM45、LM50、LM60、LM61和LM62都是模拟输出温度传感器。它们具有不同的输出....

发表于 05-18 17:29 22次阅读
用于远程系统的微型模拟输出温度传感器的详细资料概述

汽车电子设计中温度感测方案

当你驾车在很小的行驶范围内穿越多个主要气候带时,你需要感谢汽车工程师们所做的工作。以加州为例,死谷的....

的头像 电子设计 发表于 05-18 09:34 1103次阅读
汽车电子设计中温度感测方案

EDA 基于LM75A的温度传感器verilog程序

发表于 05-11 09:06 167次阅读
EDA 基于LM75A的温度传感器verilog程序

AMC7812一款完整的模拟监视和控制解决方案的详细资料概述

 AMC7812 是一款完整的模拟监视和控制解决方案,此解决方案包括一个16 通道,12 位模数转换....

发表于 05-10 15:22 21次阅读
AMC7812一款完整的模拟监视和控制解决方案的详细资料概述

功率近零的温度传感器可延长穿戴式或植入式设备的电池寿命

随着温度变化,系统也在调整,让依赖于温度的电流源和固定电流源的充电时间相同。内置的数字反馈回路,通过....

的头像 Medtec医疗器械设计与制造 发表于 05-08 14:51 652次阅读
功率近零的温度传感器可延长穿戴式或植入式设备的电池寿命

一文读懂负温度系数热敏电阻

晶片制程允许较小的容差负温度系数芯片热敏电阻的另一个优点是其较小的电和热容差。这个精度是由特殊技术流....

发表于 05-07 11:59 126次阅读
一文读懂负温度系数热敏电阻

深度解析热敏电阻的热管理

通过这一电路能够对4个散热片进行热监测。当温度高于85℃时,风扇将被激活。在不利的环境条件下,温度甚....

发表于 05-07 11:54 108次阅读
深度解析热敏电阻的热管理

华润雪花啤酒推出了国内首创的智能桶啤

所谓智能啤酒桶,是指啤酒桶内设置有温度传感器和压力传感设备,实时监控和调节啤酒桶内温度与保持桶内气压....

的头像 MEMS 发表于 05-04 09:12 1590次阅读
华润雪花啤酒推出了国内首创的智能桶啤

如何根据温度传感器和菜谱设置的温度控制电磁炉的IGBT导通时间、从而调节电磁炉的功率?

发表于 05-03 16:27 144次阅读
如何根据温度传感器和菜谱设置的温度控制电磁炉的IGBT导通时间、从而调节电磁炉的功率?

MID流量计及带内部漂移监测的温度传感器

TAD系列的传感器具有两个不同特性的电阻元件(PT1000和NTC),可在过程中长期监测对方。发生温....

发表于 04-26 11:24 34次阅读
MID流量计及带内部漂移监测的温度传感器

STM32F103C8使用内部温度传感器,温度不增加反而降低

发表于 04-26 03:49 317次阅读
STM32F103C8使用内部温度传感器,温度不增加反而降低

如何使用温度传感器传来的数值与一个阈值进行比较

发表于 04-25 19:52 211次阅读
如何使用温度传感器传来的数值与一个阈值进行比较

关于TMP03_04型数字温度传感器及其在温度保护中的应用

介绍了 TMP03/04 型数字温度传感器在晶闸管功率模块温度保护电路中的应用, 着重介绍了该芯片与....

发表于 04-25 17:17 42次阅读
关于TMP03_04型数字温度传感器及其在温度保护中的应用

传感器的演进过程 未来将广泛应用科技发展

智能化传感器将广泛应用科技发展 智能化传感器是微型计算机和 传感器 相结合的成果。它兼有检测、判断与....

发表于 04-25 13:10 325次阅读
传感器的演进过程 未来将广泛应用科技发展

热敏电阻阵列式物位传感器的设计与实现方案

为了满足复杂环境下的物料的物位测量,设计了一个长方形的热敏电阻阵列式物位传感器。该传感器将热敏电阻排....

发表于 04-25 09:51 37次阅读
热敏电阻阵列式物位传感器的设计与实现方案

利用PIC®单片机补偿IC温度传感器精度

Microchip Technology Inc提供系列模拟输出或串行数据输出的集成芯片式温度传感器....

发表于 04-23 11:45 27次阅读
利用PIC®单片机补偿IC温度传感器精度

这款袜子可以监测糖尿病患者脚部温度

这种袜子内置温度传感器,能通过蓝牙与患者智能手机上安装的匹配应用进行通信。还有一个选项,可以使用集线....

发表于 04-23 07:52 346次阅读
这款袜子可以监测糖尿病患者脚部温度

MSP430的热敏电阻高精度测温设计详析

针对快速响应高精度测温的要求,提出了一种基于 M SP430F2013 单片机的热敏电阻高精度测温方....

发表于 04-19 17:28 59次阅读
MSP430的热敏电阻高精度测温设计详析

MSP430F112单片机的智能温度传感器设计详析

本文介绍了一种最新 的单片机 M SP430F 1 12的功能,并使用谊单片机作为核 部件设计 了一....

发表于 04-19 09:18 28次阅读
MSP430F112单片机的智能温度传感器设计详析

LM34LM35温度传感器精密单片的概述

LM34华氏温度传感器LM35温度传感器的精度和精密度介绍了温度传感器。LM34具有输出10毫伏/°....

发表于 04-10 17:36 101次阅读
 LM34LM35温度传感器精密单片的概述

电子元件基础篇之热敏电阻(原理及作用、符号及参数、选型及电路)

本文主要介绍了电子元件基础篇之热敏电阻(原理及作用、符号及参数、选型及电路)。热敏电阻是利用导体的电....

发表于 04-10 10:53 355次阅读
电子元件基础篇之热敏电阻(原理及作用、符号及参数、选型及电路)

基于AVR单片机与温度传感器相结合的实时温度控制

ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及....

发表于 04-08 11:55 362次阅读
基于AVR单片机与温度传感器相结合的实时温度控制

温度传感器I2C的总线应用及设计

需求:读嵌入式温度传感器的值。已知条件:*温度传感器已经在主板上焊好了。*温度传感器型号为lm75*....

的头像 嵌入式ARM 发表于 04-07 07:11 1591次阅读
温度传感器I2C的总线应用及设计

一文教你动手自制智能物联网接线方法

导读: 利用物联网控制器远程控制小风扇。需要用到12V蓄电池给控制器供电,18B20温度传感器显示当....

发表于 04-06 10:12 809次阅读
一文教你动手自制智能物联网接线方法

基于C8051F410单片机的血糖仪设计方案

血糖测量通常采用电化学分析中的三电极体系。三电极体系是相对于传统的两电极体系而言,包括,工作电极(W....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 04-06 03:13 555次阅读
基于C8051F410单片机的血糖仪设计方案

DS18820数字式温度传感器制作低成本温度控制实验系统

单片机系统通过串口与上位PC机实现通讯,上位机实现温度、温度曲线显示以及PID参数的设定,用户通过上....

发表于 04-02 16:41 533次阅读
DS18820数字式温度传感器制作低成本温度控制实验系统

浅谈温度传感器的主要类型和应用

新款数字式温湿度复合传感器HTU21D树立了新的湿度传感器的尺寸和智能化典范:采用适合回流焊的DFN....

发表于 04-02 08:58 600次阅读
浅谈温度传感器的主要类型和应用

基于LTC2986实现适合各种环境的高精度、多通道温度测量

虽然温度测量对于很多应用来说是一项常规要求,但开发人员在确保结果高度准确方面仍面临严峻挑战。克服这些....

的头像 设计idea 发表于 03-29 08:25 1340次阅读
基于LTC2986实现适合各种环境的高精度、多通道温度测量

测量多种温度传感器及数字方式输出应用方案

这就是稳定时间 tS 。tS取决于每个输入节点上个别电阻器(RSENSE 和 RTD)和电容器的数量....

的头像 亚德诺半导体 发表于 03-28 08:36 1092次阅读
测量多种温度传感器及数字方式输出应用方案

NTC热敏电阻与PTC热敏电阻的区别

发表于 03-27 15:30 355次阅读
NTC热敏电阻与PTC热敏电阻的区别

温度传感器的认识及其工作过程

由于温度与湿度不管是从由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,所以温....

发表于 03-26 13:16 665次阅读
温度传感器的认识及其工作过程

基于LM57的可编程温度开关型模拟温度传感器

LM57是一款高精度、双路输出、集成的、模拟温度传感器温度开关。通过使用两个外部1%电阻,其跳闸温度....

发表于 03-23 11:11 134次阅读
基于LM57的可编程温度开关型模拟温度传感器

电容传感器 温度传感器

发表于 03-22 12:52 397次阅读
电容传感器   温度传感器

空气流量测试系统实现对多传感器信息融合

本设计将LabVIW软件、多传感器、计算机结合,构建了一个空气流量测试系统,实现对多传感器信息的融合....

发表于 03-16 10:06 254次阅读
空气流量测试系统实现对多传感器信息融合

集成温度传感器AD590_LM35及其测量电路

本文主要介绍了集成温度传感器AD590_LM35及其测量电路。AD590是一种常用的电流型集成温度传....

发表于 03-15 10:56 1507次阅读
集成温度传感器AD590_LM35及其测量电路

空调温度检测电路图大全(中央空调/传感器温度检测电路详解)

本文主要介绍了空调温度检测电路图大全(中央空调/传感器温度检测电路详解)。室温的温度透过进风格栅、空....

发表于 03-15 10:18 950次阅读
空调温度检测电路图大全(中央空调/传感器温度检测电路详解)

工业物联网设计:你要掌握随时可用的单板设计开发IoT原型

本文将重点介绍用于物联网设计的简单温度传感器平台的设计,还将重点说明所使用的个别元件。此外,此平台不....

发表于 03-15 09:54 588次阅读
工业物联网设计:你要掌握随时可用的单板设计开发IoT原型

请问氧化锌,氧化镁在ntc热敏电阻中起到的作用

发表于 03-10 11:20 220次阅读
请问氧化锌,氧化镁在ntc热敏电阻中起到的作用

通过传感器控制车内温度应用方案

无论是酷暑还是寒冬,利用汽车加热冷却系统,乘客始终可以享受到舒适的车内环境。在不同类别的车辆中,这些....

的头像 电子设计 发表于 03-09 06:33 2546次阅读
通过传感器控制车内温度应用方案

PTC加热器原理及功能

PTC加热器又叫PTC发热体,采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成。该类型PTC加热器有热阻小、换热效率....

发表于 03-04 17:21 2134次阅读
PTC加热器原理及功能

温度传感器的应用及原理

温度测量应用非常广泛,不仅生产工艺需要温度控制,有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量,如计算机要....

的头像 EDN电子技术设计 发表于 03-01 11:33 1218次阅读
温度传感器的应用及原理

汽车自动空调控制技术方案分析

电子技术的快速发展使得汽车的控制系统更加智能化。自动空调在汽车上的应用就是一个典型的例子。由于电子技....

的头像 传感器技术 发表于 02-24 10:55 2696次阅读
汽车自动空调控制技术方案分析

一种高精度低成本的测温方案

本文介绍一种带I2C通信接口的数字温度传感器SD5075来实现测温功能。阐述了其软件和硬件设计方案,....

发表于 02-20 22:41 225次阅读
一种高精度低成本的测温方案

最完整的磁阻角度和线性位置测量系统解决方案

电路功能与优势 图1所示紧凑型双芯片电路提供非接触式各向异性磁阻(AMR)测量解决方案,可用于角度或....

发表于 02-14 06:14 240次阅读
最完整的磁阻角度和线性位置测量系统解决方案

影响Pt100温度传感器热响应时间的因素

温度传感器内部敏感元件采用精度较高的Ptl00,其测试范围广、稳定性好、测量精度高,常用于测试- 5....

发表于 02-09 14:18 199次阅读
影响Pt100温度传感器热响应时间的因素

基于微波的无线无源贴片式温度传感器

针对温度参数的测试需求,选择印刷电路板(PCB)材料作为传感器的基板,利用其介电性能设计了一种基于微....

发表于 02-09 10:42 107次阅读
基于微波的无线无源贴片式温度传感器

温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解)

本文主要介绍了温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解),温度检测电路通常由温度探测、数....

发表于 02-06 14:02 4191次阅读
温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解)

热敏电阻测温电路设计方案汇总(四款热敏电阻测温电路设计方案)

热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。本文主要介绍了四款热....

发表于 02-02 14:54 1403次阅读
热敏电阻测温电路设计方案汇总(四款热敏电阻测温电路设计方案)

基于LM35温度传感器的高精度恒温控制系统

LM35 是由National Semiconductor 所生产的温度传感器,其输出电压为摄氏温标....

发表于 01-31 17:57 642次阅读
基于LM35温度传感器的高精度恒温控制系统

温度传感器设计方案汇总(二款温度传感器的设计方案)

  温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传....

发表于 01-31 14:48 1482次阅读
温度传感器设计方案汇总(二款温度传感器的设计方案)

温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

本文主要介绍了温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)。方案二采用热敏电阻作为敏感元件....

发表于 01-26 15:54 2611次阅读
温度报警器电路设计方案汇总(四款报警器电路原理图详解)

51单片机控制DHT11湿温度传感器时序问题

发表于 01-25 15:55 745次阅读
51单片机控制DHT11湿温度传感器时序问题

正负温度系数热敏电阻的检测方法

发表于 01-19 11:53 602次阅读
正负温度系数热敏电阻的检测方法

热敏电阻的其它应用

发表于 01-18 14:37 384次阅读
热敏电阻的其它应用