選擇溫度傳感產(chǎn)品也許看似小事一樁，但由于可用的產(chǎn)品多種多樣，因此這項任務(wù)可能令人頗感畏懼。在這篇文章中，筆者將介紹四種類型的溫度傳感器(電阻式溫度檢測器 (RTD)、熱電偶、熱敏電阻器以及具有數(shù)字和模擬接口的集成電路 (IC) 傳感器)并討論每種傳感器的優(yōu)點與缺點。 　　本文引用地址： 　　從系統(tǒng)級的立足點來看，溫度傳感器是否適合您的應(yīng)用將取決于所需的溫度范圍、準(zhǔn)確度、線性度、解決方案成本、功能、功耗、解決方案尺寸、安裝法(表面貼裝法與通孔插裝法以及電路板外安裝法)還有必要支持電路的易設(shè)計程度。 　　RTD 　　當(dāng)一邊測量RTD的電阻一邊改變它的溫度時，響應(yīng)幾乎是線性的，表現(xiàn)得像一個電阻器。如圖1所示，該RTD的電阻曲線并非完全呈線性，而是有幾度的偏差(示出了一條用作參考的直線)—— 但卻是高度可預(yù)測并可復(fù)驗的。為了對這種輕微的非線性進行補償，大多數(shù)設(shè)計人員都會對測得的電阻值進行數(shù)字化處理，并使用微控制器內(nèi)的查找表以便應(yīng)用校正因子。這種寬溫度范圍(大約-250℃至+750℃)內(nèi)的可復(fù)驗性和穩(wěn)定性使RTD在高精度應(yīng)用(包括在管道和大容器內(nèi)測量液體或氣體的溫度)中極為有用。 　　圖1：RTD的電阻與溫度 　　用來處理RTD模擬信號的電路的復(fù)雜度基本上根據(jù)應(yīng)用而變化。放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等組件(這些組件會產(chǎn)生它們自己的誤差)是不可或缺的。只有當(dāng)測量必要時才給傳感器供電 —— 通過該方法您也可實現(xiàn)低功耗運行，但這會使該電路復(fù)雜得多。而且，使傳感器通電所需的功率還會提高其內(nèi)部的溫度，從而影響測量準(zhǔn)確度。僅僅幾毫安的電流，這種自加熱效應(yīng)就會產(chǎn)生溫度誤差(這些誤差是可糾正的，但需要進一步的斟酌考量)。另外，請謹(jǐn)記：線繞式鉑RTD或薄膜RTD的成本可能相當(dāng)高，尤其當(dāng)與IC傳感器的成本進行比較時。 　　熱敏電阻器 　　熱敏電阻器是另一種類型的電阻式傳感器。有多種多樣可用的熱敏電阻器，從物美價廉的產(chǎn)品到高精度產(chǎn)品，不一而足。低成本、低精度的熱敏電阻器可執(zhí)行簡單的測量或閾值檢測功能 —— 這類電阻器需多個組件(如比較器、參考和分立式電阻器)，但非常便宜，并具有非線性的電阻-溫度屬性，如圖2所示。如果您需要測量寬范圍的溫度，您將需進行大量的線性化處理工作。對幾個溫度點進行校準(zhǔn)可能是必要的。為實現(xiàn)更高的精度，可用更昂貴且公差更緊的熱敏電阻陣列來幫助解決這種非線性難題，但這種陣列通常比單個熱敏電阻器靈敏度低。 　　圖2：熱敏電阻器的電阻與溫度 　　因為多跳變點系統(tǒng)增加了復(fù)雜度和成本，所以低成本熱敏電阻器一般僅用于具有少功能要求的應(yīng)用，包括烤面包器、咖啡機、電冰箱和吹風(fēng)機。此外，熱敏電阻器還會遭受自加熱問題的困擾(通常在較高溫度下，此時它們的電阻較低)。和RTD的情況一樣，尚未發(fā)現(xiàn)不能在低電源電壓下使用熱敏電阻器的根本原因 —— 但請記住，滿量程輸出越低，它根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)特性直接轉(zhuǎn)化成的系統(tǒng)靈敏度越低。小功率應(yīng)用還需要提高電路復(fù)雜度，以便能對噪聲引起的誤差非常敏感。熱敏電阻器可在-100°C至+500°C的溫度范圍內(nèi)運行，雖然大多數(shù)熱敏電阻器的額定 工作溫度范圍是+100°C至+150°C。 　　熱電偶 　　熱電偶包括由不同材料制成的兩根電線的接點。例如，J型熱電偶是由鐵和康銅制成的。如圖3所示，接點1位于待測量的溫度處，而接點2和接點3則被置于用LM35模擬溫度傳感器測定的不同溫度處。輸出電壓與這兩個溫度值的差大致成比例。 　　圖3：將LM35用于熱電偶冷接點補償 　　因為熱電偶的靈敏度相當(dāng)?shù)?在每攝氏度幾十微伏的量級上)，所以您將需要低偏移放大器來產(chǎn)生可用的輸出電壓。在熱電偶的工作范圍內(nèi)，溫度至電壓傳遞函數(shù)中的非線性往往需要補償電路或查找表，正如RTD和熱電偶一樣。然而，盡管有這些缺點，熱電偶仍非常流行，尤其適用于烤箱、水加熱器、窯爐、測試設(shè)備和其它工業(yè)處理 —— 原因是熱電偶的熱質(zhì)量很低且工作溫度范圍(工作溫度可擴展至2300℃以上)很寬泛。 　　IC傳感器 　　IC傳感器可在-55°C至+150°C的溫度范圍內(nèi)工作 —— 精選的幾種IC傳感器工作溫度可高達+200°C。有各種類型的集成式IC傳感器，不過四種常見的集成式IC傳感器當(dāng)屬模擬輸出器件、數(shù)字接口器件、遠(yuǎn)程溫度傳感器以及那些具有溫控器功能的集成式IC傳感器(溫度開關(guān))。模擬輸出器件(一般是電壓輸出，但有些也具有電流輸出)在其需要ADC來對輸出信號進行數(shù)字化處理時像無源解決方案。數(shù)字接口器件常使用兩線接口(I2C或PMBus)，并具有內(nèi)置的ADC。 　　除了也包括一個局部溫度傳感器外，遠(yuǎn)程溫度傳感器還具有一路或多路輸入以便監(jiān)測遠(yuǎn)程二極管溫度 —— 它們常被置于高度集成的數(shù)字IC(例如，處理器或現(xiàn)場可編程門陣列【FPGA】)中。當(dāng)達到溫度閾值時，溫控器可提供簡單的警報。 　　使用IC傳感器有許多好處，包括：功耗低;可提供小型封裝產(chǎn)品(有些尺寸小到0.8mm×0.8mm);還可在某些應(yīng)用中實現(xiàn)低器件成本。此外，由于IC傳感器在生產(chǎn)測試過程中都經(jīng)過校準(zhǔn)，因此沒有必要進一步校準(zhǔn)。它們通常用于健身跟蹤應(yīng)用、可佩戴式產(chǎn)品、計算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄器和汽車應(yīng)用。 　　經(jīng)驗豐富的電路板設(shè)計人員將根據(jù)終產(chǎn)品要求來使用合適的解決方案。表1展示了每種溫度傳感器的相對優(yōu)勢/劣勢。 　　表1：RTD、熱敏電阻器、熱電偶和IC傳感器的相對優(yōu)勢與劣勢

　　1月15日，可謂是社交界的大日子，張一鳴、羅永浩、王欣在同 發(fā)布了自己的社交產(chǎn)品。今日頭條創(chuàng)始人張一鳴發(fā)布的叫“多閃”，錘子科技創(chuàng)始人羅永浩發(fā)布的叫“聊天寶”，快播王欣發(fā)布的叫“馬桶MT”。 　　三款A(yù)PP的發(fā)布，在外界看來這是在叫板，甚至有言論認(rèn)為的發(fā)展已經(jīng)到頭了。不過從日登錄量超過10億，每日450億信息發(fā)送，4.1億次音視頻呼叫的數(shù)據(jù)來看，要想撼動在社交領(lǐng)域的霸主地位并不容易。 　　圖源：圖蟲創(chuàng)意 　　此外，也有相關(guān)人士表示，社交新品出現(xiàn)使整個社交網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出“百家爭鳴，百花齊放”的狀態(tài)，未來一家獨大的情況或許會有改變。在同一市場，同一領(lǐng)域的不同產(chǎn)品只要滿足用戶的差異化需求，就能找到屬于自己的市場地位和客戶群體。這無疑也給我國儀器儀表行業(yè)的發(fā)展帶來了一些思考。 　　當(dāng)前，我國儀器儀表行業(yè)已經(jīng)形成產(chǎn)品門類品種比較齊全，具有一定生產(chǎn)規(guī)模和開發(fā)能力的產(chǎn)業(yè)體系，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大貢獻。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2017年我國儀器儀表行業(yè)20個小行業(yè)共有規(guī)模以上企業(yè)4622個，實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入10323億元，同比增長10.71%。 　　另外，根據(jù)我國現(xiàn)階段工業(yè)機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，預(yù)計我國儀器儀表制造業(yè)將呈現(xiàn)出穩(wěn)定上升的趨勢，預(yù)測到2020年，我國儀器儀表制造業(yè)銷售收入達到10731億元，2024年銷售收入上升12882.6億元。 　　然而，隨著我國儀器儀表行業(yè)市場規(guī)模的不斷壯大，市場上產(chǎn)品的同質(zhì)化競爭也愈演愈烈。在此背景下，如何找到自己的發(fā)力點，建立起屬于自己的優(yōu)勢，滿足用戶的差異化需求，是儀器儀表企業(yè)在同類型產(chǎn)品市場競爭中需要考慮的問題。 　　儀器儀表企業(yè)可以根據(jù)自身情況，比如產(chǎn)品種類、特點以及和其他競爭企業(yè)不一樣的制造工藝流程，制訂出能付諸執(zhí)行并達成良好結(jié)果的制度和流程，以促進企業(yè)當(dāng)下的發(fā)展和未來目標(biāo)的實現(xiàn)。比如重慶川儀針對客戶的個性化需求建立了協(xié)同設(shè)計平臺，平臺可響應(yīng)客戶需求，交貨期從45天縮短至20天左右。 　　除了尋求用戶的差異化需求外，儀器儀表企業(yè)更還應(yīng)豐富自己的產(chǎn)品線。正如一句話所說的：“當(dāng)一匹馬的速度足夠快時，很難再造出一匹馬去趕上它， 的辦法就是造出一輛汽車。比如，隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，以IC卡燃?xì)獗砥鸺业慕鹂ㄖ悄?，?008年開始研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獗?，推出物?lián)網(wǎng)解決方案，并引領(lǐng)了行業(yè)的發(fā)展。 　　因此，對于具備技術(shù)和產(chǎn)品更新能力的儀器儀表企業(yè)而言，強有力的競爭手段不是繼續(xù)參與市場同類產(chǎn)品的競爭，而是不斷更新自己的產(chǎn)品線，豐富產(chǎn)品品種，以新產(chǎn)品先發(fā)優(yōu)勢維持高水平競爭。目前在物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獗眍I(lǐng)域金卡智能已領(lǐng)先對手差不多5到7年。 　　不玩點新東西，的位置不易被動搖。當(dāng)然，也不排除會有人喜歡上這三款A(yù)PP。對儀器儀表企業(yè)而言，不同類型的產(chǎn)品，不同類型的服務(wù)，只要能找到自己的發(fā)力點，充分發(fā)揮自己的長項，用心做好每一個產(chǎn)品，就能在激烈的市場競爭中找到屬于自己的立足之地。 　　?