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(xiàng)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(cè)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(diǎn)與缺點(diǎn)。 　　本文引用地址： 　　從系統(tǒng)級(jí)的立足點(diǎn)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(jì)程度。 　　RTD 　　當(dāng)一邊測(cè)量RTD的電阻一邊改變它的溫度時(shí)，響應(yīng)幾乎是線性的，表現(xiàn)得像一個(gè)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(cè)并可復(fù)驗(yàn)的。為了對(duì)這種輕微的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都會(huì)對(duì)測(cè)得的電阻值進(jìn)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(yàn)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(cè)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(hào)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(huì)產(chǎn)生它們自己的誤差)是不可或缺的。只有當(dāng)測(cè)量必要時(shí)才給傳感器供電 —— 通過該方法您也可實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行，但這會(huì)使該電路復(fù)雜得多。而且，使傳感器通電所需的功率還會(huì)提高其內(nèi)部的溫度，從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。僅僅幾毫安的電流，這種自加熱效應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生溫度誤差(這些誤差是可糾正的，但需要進(jìn)一步的斟酌考量)。另外，請(qǐng)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(jìn)行比較時(shí)。 　　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(jià)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(cè)量或閾值檢測(cè)功能 —— 這類電阻器需多個(gè)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(cè)量寬范圍的溫度，您將需進(jìn)行大量的線性化處理工作。對(duì)幾個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)可能是必要的。為實(shí)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(gè)熱敏電阻器靈敏度低。 　　圖2：熱敏電阻器的電阻與溫度 　　因?yàn)槎嗵凕c(diǎn)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(jī)、電冰箱和吹風(fēng)機(jī)。此外，熱敏電阻器還會(huì)遭受自加熱問題的困擾(通常在較高溫度下，此時(shí)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(qǐng)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(duì)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(yùn)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(diǎn)。例如，J型熱電偶是由鐵和康銅制成的。如圖3所示，接點(diǎn)1位于待測(cè)量的溫度處，而接點(diǎn)2和接點(diǎn)3則被置于用LM35模擬溫度傳感器測(cè)定的不同溫度處。輸出電壓與這兩個(gè)溫度值的差大致成比例。 　　圖3：將LM35用于熱電偶冷接點(diǎn)補(bǔ)償 　　因?yàn)闊犭娕嫉撵`敏度相當(dāng)?shù)?在每攝氏度幾十微伏的量級(jí)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(bǔ)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(diǎn)，熱電偶仍非常流行，尤其適用于烤箱、水加熱器、窯爐、測(cè)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(kuò)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(dá)+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(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理時(shí)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(gè)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(cè)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(chǎng)可編程門陣列【FPGA】)中。當(dāng)達(dá)到溫度閾值時(shí)，溫控器可提供簡單的警報(bào)。 　　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(shí)現(xiàn)低器件成本。此外，由于IC傳感器在生產(chǎn)測(cè)試過程中都經(jīng)過校準(zhǔn)，因此沒有必要進(jìn)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(jì)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄器和汽車應(yīng)用。 　　經(jīng)驗(yàn)豐富的電路板設(shè)計(jì)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(duì)優(yōu)勢(shì)/劣勢(shì)。 　　表1：RTD、熱敏電阻器、熱電偶和IC傳感器的相對(duì)優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

　　儀器信息網(wǎng)訊 2018年10月10-11日，中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)在山城重慶召開九屆三次秘書長工作會(huì)議和九屆四次理事長辦公會(huì)議。秘書處匯報(bào)年度工作及下年度工作設(shè)想，由秘書長會(huì)議集體討論后形成建議稿，于11日提交理事長辦公會(huì)議審議批準(zhǔn)，終形成決議。 　　中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器九屆三次秘書長工作會(huì)議 　　會(huì)議由中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)秘書長曹以剛主持 　　中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)常務(wù)副理事長劉長寬 　　中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)副秘書長吳愛華 　　秘書長工作會(huì)議代表發(fā)言 　　中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器九屆三次秘書長工作會(huì)議合影 　　依據(jù)分析儀器分會(huì)九屆三次理事長辦公會(huì)議決議，分會(huì)在過去一年里完成個(gè)人會(huì)員和團(tuán)體會(huì)員的增加，實(shí)現(xiàn)會(huì)員信息更新并全部實(shí)現(xiàn)信息化管理。圍繞行業(yè)、新技術(shù)、市場(chǎng)、研發(fā)政策開展調(diào)研與咨詢，開展技術(shù)鑒定與診斷，召開 　　“第五屆中國分析儀器學(xué)術(shù)年會(huì)”、北/南區(qū)理事會(huì)等會(huì)議展覽，評(píng)選出“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎(jiǎng)”，同時(shí)開展分析儀器技術(shù)能力評(píng)定和國內(nèi)外考察，推動(dòng)測(cè)評(píng)方法和技術(shù)等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定。 　　中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)九屆四次理事長辦公會(huì)議 　　中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)理事長關(guān)亞風(fēng) 　　理事長辦公會(huì)議代表發(fā)言 　　中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)九屆四次理事長辦公會(huì)議合影 　　11日上午的理事長辦公會(huì)議，近三十位理事代表聆聽了分會(huì)年度工作及下年度工作設(shè)想的匯報(bào)，了解了分會(huì)獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置、會(huì)費(fèi)繳納、分支機(jī)構(gòu)設(shè)立等事項(xiàng)的約談情況，審議批準(zhǔn)了秘書長工作會(huì)議提出的工作議案，并形成決議。代表們就分析儀器分會(huì)的工作成果及計(jì)劃各自建言，希望分析儀器分會(huì)繼續(xù)迸發(fā)新思維，以更好地服務(wù)大家。 　　代表們參觀西部食谷 　　“中國儀器儀表學(xué)會(huì)國產(chǎn)儀器體驗(yàn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室(籌)”掛牌 　　借此機(jī)會(huì)，代表們還參觀了位于重慶江津區(qū)德感工業(yè)園的眾創(chuàng)空間“西部食谷”和以食品技術(shù)應(yīng)用研究和食品檢測(cè)服務(wù)為核心的重慶西部食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，就食品檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)建設(shè)與相關(guān)人員進(jìn)行了座談?！爸袊鴥x器儀表學(xué)會(huì)國產(chǎn)儀器體驗(yàn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室(籌)”也在此次會(huì)議上掛牌成立。

　　儀器信息網(wǎng)訊 近日，看到某市糧油質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心稻谷及糧油產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備采購進(jìn)口產(chǎn)品公示，其中對(duì)只采購一臺(tái)微波消解儀的情況下，專家對(duì)其國產(chǎn)設(shè)備的論證耐人尋味。 　　大家知道，隨著我國自主創(chuàng)新步伐的加快，國產(chǎn)化政策導(dǎo)向以及科技進(jìn)步對(duì)儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生巨大推動(dòng)作用，科技成果產(chǎn)業(yè)化，企業(yè)自主創(chuàng)新推進(jìn)，極大地國產(chǎn)儀器設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量。僅從近年來在北京市科委的政策支持下，在原北京出入境檢驗(yàn)檢疫局主持開展的國產(chǎn)檢測(cè)儀器設(shè)備驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)的項(xiàng)目的進(jìn)展情況，充分體現(xiàn)出今天我國科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大進(jìn)步。在剛剛結(jié)束的第十六屆中國國際科學(xué)儀器及實(shí)驗(yàn)室裝備展覽會(huì)(CISILE 　　2018)上，國產(chǎn)檢測(cè)儀器設(shè)備驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)成果展示專區(qū)里，22臺(tái)國產(chǎn)儀器設(shè)備經(jīng)過驗(yàn)評(píng)，得到實(shí)驗(yàn)室及評(píng)審專家的一致認(rèn)可，參加驗(yàn)評(píng)的產(chǎn)品中，既有實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)的原子吸收光譜、紫外分光光度計(jì)、氣相、液相色譜等分析儀器，也有實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)儀器，樣品前處理設(shè)備，還有近年引起市場(chǎng)關(guān)注的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器、便攜儀器及快檢設(shè)備，當(dāng)然也包括本次招標(biāo)項(xiàng)目中的微波消解儀。 　　“國產(chǎn)儀器設(shè)備驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)”專項(xiàng)旨在帶動(dòng)檢測(cè)儀器設(shè)備系統(tǒng)集成創(chuàng)新,有效我國檢測(cè)儀器設(shè)備行業(yè)整體創(chuàng)新水平與自我裝備能力。通過驗(yàn)證摸清國產(chǎn)儀器真實(shí)性能品質(zhì)水平，給出權(quán)威評(píng)價(jià)，從而助推開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的國產(chǎn)檢測(cè)儀器設(shè)備，進(jìn)一步促進(jìn)國產(chǎn)儀器設(shè)備發(fā)展,國產(chǎn)儀器研發(fā)與成果轉(zhuǎn)化水平。 　　值得關(guān)注的是，通過驗(yàn)評(píng)不僅有利推動(dòng)國產(chǎn)儀器設(shè)備市場(chǎng)運(yùn)作能力，更重要的是吸引一大批重要的實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)機(jī)構(gòu)帶頭采購國產(chǎn)設(shè)備，僅北京出入境檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心率先采購了吉天、普析、屹堯、海光等參評(píng)企業(yè)的共10臺(tái)儀器設(shè)備，用實(shí)際行動(dòng)力證和支持驗(yàn)評(píng)儀器。 　　當(dāng)然在科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，我們?nèi)悦媾R很多問題和差距。自主創(chuàng)新能力依然薄弱，雖然近年來國產(chǎn)儀器技術(shù)水平較大，但在一些高端產(chǎn)品和核心技術(shù)等方面依賴進(jìn)口，有些技術(shù)仍在拉大了與國際先進(jìn)水平的差距，尤其是在一些新興產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域，差距更為明顯。特別是以實(shí)驗(yàn)分析、精密光學(xué)儀器為代表的高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品進(jìn)口數(shù)量長期高居不下。國產(chǎn)儀器缺乏應(yīng)用研究，特別是難于在省以上和重點(diǎn)科研機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。 　　同時(shí)我們也看到由于社會(huì)各界對(duì)國產(chǎn)裝備的認(rèn)識(shí)仍停留在原有印象中，沒有看到儀器設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展成果和進(jìn)步，仍然采取傳統(tǒng)思維方式評(píng)價(jià)國產(chǎn)裝備，這些也提醒我們的企業(yè)和行業(yè)組織，加大對(duì)先進(jìn)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品技術(shù)宣傳力度，國產(chǎn)儀器設(shè)備的品牌建設(shè)。 　　為改變國產(chǎn)科學(xué)儀器“難、信任難”的問題，中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合儀器信息網(wǎng)、我要測(cè)網(wǎng)等單位，于2016年舉辦了以“實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備——國產(chǎn)樣品前處理設(shè)備”為主題的第二屆“國產(chǎn)好儀器”活動(dòng)。本著“用戶說好才是真的好”原則，活動(dòng)對(duì)一批國產(chǎn)微波消解儀器生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，并深入使用單位，現(xiàn)場(chǎng)收集、調(diào)研入圍儀器的真實(shí)使用狀況。調(diào)研結(jié)果顯示，國產(chǎn)微波消解儀經(jīng)過二三十年的發(fā)展，產(chǎn)品與技術(shù)已經(jīng)脫胎換骨，可以與進(jìn)口產(chǎn)品媲美。99%以上用戶表示國產(chǎn)儀器能夠滿足實(shí)際工作需求，90%以上用戶對(duì)國產(chǎn)儀器的質(zhì)量表示滿意。 　　以本次招標(biāo)為例，專家提出的問題，很多都是多年以前的現(xiàn)象。微波消解、固相萃取等前處理儀器，國內(nèi)有些廠家專注于此近二十年，采用先進(jìn)的ERP管理系統(tǒng)和現(xiàn)代生產(chǎn)工藝，品控方面已經(jīng)達(dá)到甚至部分超越了外資品牌，產(chǎn)品已被國際主流廠商應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室所采用。“國產(chǎn)檢測(cè)儀器驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)”和“國產(chǎn)好儀器”等項(xiàng)目的開展，也印證了其性能品質(zhì)已達(dá)到國際水平，實(shí)在沒有再迷信進(jìn)口品牌的必要了。 　　根據(jù)我們掌握的情況，微波消解是原子吸收、等離子體發(fā)射光譜和等離子體質(zhì)譜等無機(jī)分析儀器的樣品前處理設(shè)備，這些無機(jī)分析儀器在全球市場(chǎng)占主導(dǎo)地位的三家公司PerkinElmer、安捷倫和賽默飛世爾，其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室中的確都已經(jīng)有中國產(chǎn)品牌的微波消解儀在使用。目前國產(chǎn)品牌微波消解產(chǎn)品已經(jīng)在北京、天津、上海和江蘇等出入境檢驗(yàn)檢疫局取得了應(yīng)用，并贏得了好評(píng)。 　　通過本次事件，我們真誠希望社會(huì)各界，更多關(guān)注我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有黨中央治國理正的戰(zhàn)略方針指引，有我們儀器儀表制造業(yè)企業(yè)不斷的拼搏努力，有廣大國產(chǎn)儀器儀表用戶和粉絲的支持理解，不遠(yuǎn)的將來，更多的國產(chǎn)儀器儀表裝備進(jìn)入市場(chǎng)，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮更大的作用。 　　中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì) 　　2018年5月