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智能溫度傳感器的發(fā)展的階段

溫度傳感器是早期開發(fā)的，廣泛使用的傳感器。從17世紀(jì)初伽利略發(fā)明溫濕度計(jì)以來，人們開始測量溫度，實(shí)際上，將溫度轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器是1821年德國物理學(xué)家賽貝爾發(fā)明的熱電偶傳感器。

隨著技術(shù)的發(fā)展，對測量和自動化技術(shù)的要求越來越高，溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)的分裂塔溫度傳感器(包括敏感元件)、模擬集成溫度傳感器/控制器和智能溫度傳感器三個(gè)階段。目前，新型溫度傳感器正在從模擬發(fā)展到數(shù)字、從集成發(fā)展到智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

一、分段垂直溫度傳感器

熱電偶傳感器是工業(yè)測量中使用最廣泛的溫度傳感器之一，是傳統(tǒng)的分立型傳感器。工作原理是物理學(xué)中的塞貝克效應(yīng)，也就是說，在由兩條金屬導(dǎo)線組成的電路中，如果觸點(diǎn)保持不同的溫度，電路中就會產(chǎn)生與這個(gè)溫差相對應(yīng)的電動勢。熱電偶結(jié)構(gòu)簡單，使用溫度范圍廣，響應(yīng)快，測量準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，可以用微絲測量微區(qū)溫度，不需要電源。

二、集成溫度傳感器/控制器

(1)模擬集成溫度傳感器

集成傳感器是使用硅半導(dǎo)體集成工藝制造的，因此也稱為硅傳感器或單片機(jī)集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器于20世紀(jì)80年代推出，是將溫度傳感器集成到一個(gè)芯片中并執(zhí)行溫度測量和模擬信號輸出功能的專用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是單一功能(只測量溫度)、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，遠(yuǎn)距離測溫、溫控、無需非線性校準(zhǔn)、周邊電路簡單。是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的集成傳感器。

(2)模擬集成溫度控制器

模擬集成溫度控制器主要由溫控開關(guān)、可編程溫度控制器組成。一些改進(jìn)的集成溫度控制器還包括與智能溫度傳感器類似的A/D轉(zhuǎn)換器和固化程序。但是它本身是系統(tǒng)的，工作時(shí)不受微處理器的控制。這就是兩者的主要差別。

智能溫度傳感器(也稱為數(shù)字溫度傳感器)出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代中期。是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前，國際上開發(fā)了多種智能溫度傳感器系列。智能溫度傳感器內(nèi)部包括溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、內(nèi)存(或寄存器)和接口電路。一些產(chǎn)品還包括多路復(fù)用器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)訪問內(nèi)存(RAM)和只讀內(nèi)存(ROM)。智能溫度傳感器具有為各種微控制器(MCU)輸出溫度數(shù)據(jù)和相關(guān)溫度控制量的功能。另外，基于硬件，通過軟件實(shí)現(xiàn)測試功能，智能化程度取決于軟件開發(fā)水平。

進(jìn)入21世紀(jì)，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性和安全性、虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器開發(fā)、單個(gè)溫度測量系統(tǒng)開發(fā)等高科技方向快速發(fā)展。由于國家出臺的一系列有利于溫度傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策和措施，今后溫度傳感器行業(yè)將迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。