工业中常见的温度传感器对比图（工业中常见的温度传感器对比分析）

1、行业常见温度传感器对比：

工业中常见的温度传感器技术包括集成电路(IC) 传感器、热敏电阻、RTD 和热电偶。如下表所示：

2、工作原理初步介绍

A。热敏电阻热敏电阻

热敏电阻是无源元件，其电阻很大程度上取决于温度。热敏电阻分为正温度系数（PTC，电阻值随温度升高而增大）和负温度系数（NTC，电阻值随温度升高而减小）两类。

尽管热敏电阻为板载和板外温度传感提供了多种封装选项，但典型的实施需要比IC 传感器更多的系统组件。硅基PTC 热敏电阻提供线性度，而NTC 热敏电阻则呈非线性，通常会增加校准成本和软件开销。

下图是典型的热敏电阻NTC电路。 NTC系统误差包括： NTC容差；偏置电阻温度漂移误差； ADC量化误差； NTC固有的线性化误差；参考电压精度误差。因此其精度取决于校准。

B. RTD（电阻温度检测器）

RTD 是由铂、镍或铜等纯材料制成的温度传感器，具有高度可预测的电阻/温度关系。下表中，PT100 是常见的铂电阻RTD，0C 时电阻为100 。 RTD 元件还提供200、500、1000 和2000 的0C 电阻。

铂RTD 在高达600C 的极宽温度范围内提供高精度和线性度。如图3 所示，模拟传感器的实现涉及复杂的电路和设计挑战。最终，精确的系统涉及复杂的误差分析，因为需要更多数量的组件，这也会影响整个系统的尺寸。 RTD 还需要在制造过程中进行校准，然后每年在最终应用现场进行校准。

RTD 系统提供三种不同的布线配置，如本应用说明中所述。每种接线配置都需要不同的激励和电路拓扑，以减少测量误差。下图显示了三种不同的接线配置，即两线、三线和四线配置。

ADC 的RTD 测量通常使用比率测量。下图显示了比率测量的基本拓扑。所示为具有两线RTD 和参考电阻器RREF 的ADC。单个激励电流源(IDAC1) 用于激励RTD 并在RREF 上为ADC 建立参考电压。

ADC 采样的RRTD 电压与RTD 电压与参考电压之比成正比，对于全差分测量，该电压仅为ADC 满量程的正一半，从而将测量分辨率降低了一位。以下公式假设24 位双极性ADC 的满量程ADC 为VREF。

输出代码=2^23 ? VRTD/VREF=2^23 ? IIDAC1 ? RRTD/(IIDAC1 ? RREF)

消除电流后，可得： 输出代码=2^23 ? RRTD/RREF，可得： RRTD=输出代码? RREF/2^23

实际的RTD方案非常灵活多变，这里我们只简单介绍一下原理。

C. 热电偶

热电偶由两种不同的电导体组成，它们在不同的温度下形成电结。由于热电塞贝克效应，热电偶产生与温度相关的电压。该电压转化为热端和冷端之间的温差。

必须知道冷端温度才能推导出热端温度。在这里，精度受到两个具有不同容差和交互能力的系统的限制。下图是典型的热电偶冷端补偿原理图，用热电偶和外部传感器来确定热端温度，使用LMT01等温度传感器IC来采集冷端温度。

D. 温度传感器IC

温度传感芯片是基于硅带隙与温度之间的强相关性。精密电流产生内部PN结的正向偏置，从而产生与芯片检测温度相对应的基极至发射极电压变化（VBE）。

温度传感IC通常用于检测板级温度、热电偶冷端温度等。温度传感器可以输出模拟信号或数字信号，在温度范围内提供高线性度和精度（0.1C）集成电路，并提供SMD 和通孔封装。