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，請謹記：線繞式鉑RTD或薄膜RTD的成本可能相當高，尤其當與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?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傳感器當屬模擬輸出器件、數(shù)字接口器件、遠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，遠程溫度傳感器還具有一路或多路輸入以便監(jiān)測遠程二極管溫度 —— 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，因此沒有必要進一步校準。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

　　長沙- 智能制造中心 　　長沙-作為“一帶一路”重要節(jié)點城市、長江中游城市群中心城市，隨著工業(yè)的飛速增長，長沙經(jīng)濟實力上升到全國省會城市第6位，影響力、輻射力、創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)競爭力均不斷。在“中國制造2025”的引領(lǐng)下，長沙智能制造的“體格日漸強壯”，正在闊步走向世界。 　　長沙市委、市政府下發(fā)了《長沙建設(shè) 智能制造中心三年行動計劃(2018—2020年)》，鮮明提出：長沙將以“敢為人先”的長沙精神，發(fā)揮長沙在全國推進智能制造引領(lǐng)示范作用、省會城市擔當帶動作用、建設(shè) 中心城市的主力軍作用，大力發(fā)展智能制造，促進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效，產(chǎn)業(yè)綜合競爭力，將我市建設(shè)成為“ 智能制造中心”。到2021年，長沙全部工業(yè)總產(chǎn)值實現(xiàn)2萬億元，規(guī)模工業(yè)增加值達到5560億元以上，年均增長9%。產(chǎn)品升級及更新?lián)Q代迸發(fā)出強烈的市場需求。 　　上屆回顧 　　2017中國（長沙）國際智能制造博覽會暨第18屆湖南國際工業(yè)裝備博覽會，5月18-20日在新落成的長沙國際會展中心隆重召開！吸引了國內(nèi)外近500家知名企業(yè)展出，展示各種智能機床、激光切割機、工業(yè)機器人、工業(yè)自動化、焊接、五金機電產(chǎn)品等，展品件數(shù)達2000余件，吸引專業(yè)觀眾3.5萬人次，現(xiàn)場意向成交額近5億。 　　CCEME創(chuàng)辦于2000年，經(jīng)過18年的精心培育，近年來，CCEME取得了良好的效果，規(guī)模持續(xù)擴大，參展企業(yè)和專業(yè)觀眾數(shù)量逐步增加，國際化程度不斷提高，已成為湖南及中部 規(guī)模、 影響力的機械工業(yè)展覽會。 　　關(guān)于買家 　　工程機械產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)：三一重工、中聯(lián)重科、山河智能、江麓機電、湘電重裝、鐵建重工、泰富重工、天橋起重； 　　軌道交通產(chǎn)業(yè)大型企業(yè)集團：中車株洲電力機車、中株洲所、中車株洲電機、湘電集團、株洲車輛廠等； 　　大批汽車產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)：長豐集團、廣汽菲亞特、比亞迪長沙基地、吉利汽車、眾泰江南長沙基地、北汽控股株洲基地、北汽福田長沙汽車廠、陜西重汽集團長沙基地、株洲南車時代電動汽車公司、大眾汽車、博世汽車長沙等； 　　其他骨干企業(yè)：湖南長高、特變電工、長沙格力、藍思科技、富士康、南方航空、株洲硬質(zhì)合金、晟通集團、5712、云箭集團、中航工業(yè)集團、威勝電氣、遠大住工、宇環(huán)智能、農(nóng)友機械、中科電氣、楚天科技、千山藥機、湘油泵、永清環(huán)保等。 　　展會亮點 　　展會規(guī)模持續(xù)擴大——2017長沙展參展商數(shù)量較上屆增加16%，參展面積較上屆增加25%。 　　專業(yè)場館—— 長沙國際會展中心場館設(shè)施更先進、物流服務(wù) 、配套服務(wù)完。展廳無柱設(shè)計，闊大的展示空間，展商可盡情發(fā)揮，實現(xiàn)高品質(zhì)的形象布展；展廳承重能力完全滿足重型機械的展示要求。 　　品牌聚集——歷屆有來自德國、美國、日本、中國、臺灣、香港等 及地區(qū)行業(yè)品牌參加長沙展，品牌營銷推廣定位中部，聚焦湖南，展示行業(yè) 技術(shù)、 產(chǎn)品及解決方案。 　　高質(zhì)量的觀眾——吸引來自汽車制造、工程機械、電力、石油化工、鋼鐵、冶金重礦、紡織、通訊、航空航天、物流設(shè)備、五金、橡塑制造、電器制造、環(huán)保、輸變電、摩托車零配件、機械制造、機械加工、金屬加工、模具制造、鐵路機車、農(nóng)機、建筑建材等行業(yè)的科研設(shè)計院所、質(zhì)量控制、系統(tǒng)集成商、代理商、批發(fā)零售商、采購供應(yīng)、銷售服務(wù)人士到會。您將有機會接觸到來自省內(nèi)外的30，000人以上專業(yè)觀眾，其中不乏海外觀眾。 　　聚集效應(yīng)——八大主題展打造上下游產(chǎn)業(yè)鏈，共享龐大買家資源，通過一個平臺您可以接觸到更多潛在客戶。湖南地區(qū)及周邊省市工業(yè)領(lǐng)域的主要用戶都將參與其中，這意味著您可以 限度地滲透到您的目標市場中去。 　　眾多營銷機會——您將有機會通過網(wǎng)站、EDM、社交媒體、Call Center、直郵等方式將您的信息展示在客戶面前。 　　專業(yè)性論壇、新產(chǎn)品新技術(shù)發(fā)布會——邀請行業(yè)專家、供應(yīng)商、采購商、業(yè)內(nèi)人士共同探討行業(yè)發(fā)展熱點、交流技術(shù)經(jīng)驗、把握行業(yè)發(fā)展機遇。同期提供給參展企業(yè)一個自己產(chǎn)品和服務(wù)的好機會，有效幫助專業(yè)買家更好地了解參展企業(yè)的產(chǎn)品和品牌。 　　國際化的展會形象及服務(wù)——CCEME2018在視覺形象和服務(wù)上將再次升級，讓您身在湖南地區(qū)也能感受來自國際化一線城市的參展體驗。

　　作者 張亞鋒 深圳市興威帆電子技術(shù)有限公司(廣東 深圳 518041) 　　本文引用地址： 　　張亞鋒(1993-)，男，工程師，研究方向：無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和時間服務(wù)器。 　　摘要：本文主要介紹了WIFI模塊在儀器儀表中的應(yīng)用。加入了SD2431ALPI模塊的儀器儀表通過連接無線路由器可以實現(xiàn)與APP或PC端的通信。在此局域網(wǎng)內(nèi)，通過軟件系統(tǒng)控制儀器儀表進行測量操作，并將測量數(shù)據(jù)實時返回端或PC端。該設(shè)計使得工業(yè)測量更加智能和便捷。 　　引言 　　無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為工業(yè)智能化、生活便捷化不可缺少的組成部分，也是未來科技發(fā)展的趨勢。而頻率測量是電子工業(yè)中極其重要的一步，普通的頻率計測量和記錄數(shù)據(jù)操作很繁瑣，使用了WIFI模塊SD2431ALPI的頻率計可以在PC端或移動端通過軟件遠程控制頻率計進行測量，實時記錄測量數(shù)據(jù)，繪制時間頻率變化曲線，更好地對測試數(shù)據(jù)進行分析和評估。 　　1 WIFI模塊SD2431ALPI 　　1.1 模塊簡介 　　SD2431ALPI是一種具有內(nèi)置WIFI網(wǎng)絡(luò)校時電路、晶振、I2C串行接口的高精度實時時鐘模塊，MCU可使用該接口通過6位地址來尋址讀寫片內(nèi)64字節(jié)的數(shù)據(jù)，還可以通過該接口來收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。該模塊內(nèi)置充電電池，在電池充滿電的情況下可保證內(nèi)部時鐘運行時間超過半年，累計電量超過550mAh，電池使用壽命為5～8年。 　　1.2 SD2431ALPI硬件實現(xiàn) 　　(1)參考電路如圖1所示; 　　(2)SD2431ALPI管腳功能表如表1所示。 　　1.3 SD2431ALPI時鐘功能 　　MCU通過I2C接口讀取SD2431ALPI內(nèi)部實時時鐘數(shù)據(jù)。SD2431ALPI在無網(wǎng)絡(luò)校時的情況下，時鐘精度為±5ppm(在25±1℃下)，即年誤差小于2.5分鐘;SD2431ALPI在有網(wǎng)絡(luò)的情況下，可通過內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)校時功能，保證時鐘誤差為100ms，能滿足一些對時鐘精度要求較高且不希望人工校時的場合;建議每天對SD2431ALPI進行一次網(wǎng)絡(luò)校時。 　　SD2431ALPI通過連接香港天文臺服務(wù)器Daytime端口獲得標準UTC時間。本模塊的Daytime服務(wù)是基于TCP的應(yīng)用，服務(wù)器在TCP端口號13偵聽，一旦有連接建立就返回ASCII形式的日期和時間數(shù)據(jù)，在傳送完之后關(guān)閉連接。SD2431ALPI收到時間數(shù)據(jù)之后檢測字符串是否有“UTC”以判斷時間格式是否準確。然后將時間信息轉(zhuǎn)換成RTC芯片識別的格式對SD2431ALPI內(nèi)部時間進行校正。 　　2 SD2431ALPI的軟件設(shè)計 　　2.1 SD2431ALPI配置指令 　　開啟I2C總線之后，首先打開WIFI模塊的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能(SD2431ALPI內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)功能的器件地址是0x74)，配置指令如圖2。 　　接著配置需要連接的SSID(無線接入點名稱)與密碼，用戶在不更改SSID與密碼的情況下只需配置一次網(wǎng)絡(luò)連接指令信息。配置指令如圖3所示。 　　識別碼“U”后面?zhèn)鬏擲SID與密碼，例如：+U“ABC”，“12345678”。下一步，需要配置無線的傳輸協(xié)議類型。與網(wǎng)絡(luò)連接的配置類似，配置指令如圖4所示。 　　傳輸?shù)母袷绞窍葌鲄f(xié)議類型(UDP/TCP)，再傳輸IP地址， 傳輸端口號。只有網(wǎng)絡(luò)傳輸配置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型(UDP/TCP)與IP地址需要使用引號引起來，而端口號不需要使用引號。傳輸方式、IP地址、端口號需要使用逗號隔開。例如：“TCP”，“172.27.35.4”，8080，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型為：TCP協(xié)議，IP地址為：172.27.35.4，傳輸端口號為：8080。 　　2.2 SD2431ALPI與MCU的通信 　　(1)SD2431ALPI與MCU的通信流程圖如圖5所示。