RTD、热电偶、热敏电阻器、IC传感器这四种温度传感器类型的优缺点比较

1、rtd、热电偶、热敏电阻器、ic传感器这四种温度传感器类型的优缺点比较 挑选温度传感产品大概看似小事一桩，但因为可用的产品多种多样，因此这项任务可能令人颇感畏惧。在这篇文章中，笔者将介绍四种类型的温度（式温度检测器 (rtd)、热电偶、热敏电阻器以及具有数字和模拟接口的 (ic) 传感器）并研究每种传感器的优点与缺点。从系统级的立足点来看，是否适合您的应用将取决于所需的温度范围、精确度、线性度、解决计划成本、功能、功耗、解决计划尺寸、安装法（表面贴装法与通孔插装法以及板外安装法）还有须要支持电路的易设计程度。rtd当一边测量rtd的电阻一边转变它的温度时，响应几乎是线性的，表现得像一个电阻器。

2、1所示，该rtd的电阻曲线并非彻低呈线性，而是有几度的偏差（示出了一条用作参考的直线） 但却是高度可预测并可复验的。为了对这种轻微的非线性举行补偿，大多数设计人员都会对测得的电阻值举行数字化处理，并用法微控制器内的查找表以便应用校正因子。这种宽温度范围（大约-250至+750）内的可复验性和稳定性使rtd在高精度应用（包括在管道和大容器内测量液体或气体的温度）中极为实用。图1：rtd的电阻与温度用来处理rtd模拟信号的电路的复杂度基本上按照应用而变幻。和模数转换器（）等组件（这些组件会产生它们自己的误差）是不行或缺的。惟独当测量须要时才给传感器供电 通过该办法您也可实现低功耗运行，但这会使该电

3、路复杂得多。而且，使传感器通电所需的功率还会提高其内部的温度，从而影响测量精确度。仅仅几毫安的，这种自加热效应就会产生温度误差（这些误差是可订正的，但需要进一步的斟酌考量）。另外，请谨记：线绕式铂rtd或薄膜rtd的成本可能相当高，尤其当与ic传感器的成本举行比较时。热敏电阻器热敏电阻器是另一种类型的电阻式传感器。有多种多样可用的热敏电阻器，从物美价廉的产品到高精度产品，不一而足。低成本、低精度的热敏电阻器可执行容易的测量或阈值检测功能 这类电阻器需多个组件（如、参考和分立式电阻器），但十分廉价，并具有非线性的电阻-温度属性，2所示。假如您需要测量宽范围的温度，您将需举行大量的线性化处理工作。

4、对几个温度点举行校准可能是须要的。为实现更高的精度，可用更昂贵且公差更紧的热敏电阻阵列来协助解决这种非线性难题，但这种阵列通常比单个热敏电阻器敏捷度低。图2：热敏电阻器的电阻与温度由于多跳变点系统增强了复杂度和成本，所以低成本热敏电阻器普通仅用于具有最少功能要求的应用，包括烤面包器、咖啡机、电冰箱和吹风机。此外，热敏电阻器还会遭遇自加热问题的困扰（通常在较高温度下，此时它们的电阻较低）。和rtd的状况一样，尚未发觉不能在低电源下用法热敏电阻器的根本缘由 但请记住，满量程输出越低，它按照模数转换器（adc）特性挺直转化成的系统敏捷度越低。小功率应用还需要提高电路复杂度，以便能对噪声引起的误差十分

5、敏感。热敏电阻器可在-100°c至+500°c的温度范围内运行，虽然大多数热敏电阻器的额定最高工作温度范围是+100°c至+150°c。热电偶热电偶包括由不同材料制成的两根电线的接点。例如，j型热电偶是由铁和康铜制成的。3所示，接点1位于待测量的温度处，而接点2和接点3则被置于用lm35模拟温度传感器测定的不同温度处。输出电压与这两个温度值的差大致成比例。图3：将lm35用于热电偶冷接点补偿由于热电偶的敏捷度相当低（在每摄氏度几十微伏的量级上），所以您将需要低偏移放大器来产生可用的输出电压。在热电偶的工作范围内，温度至电压传递函数中的非线性往往需要补偿电

6、路或查找表，正如rtd和热电偶一样。然而，尽管有这些缺点，热电偶仍十分流行，尤其适用于烤箱、水加热器、窑炉、测试设备和其它工业处理 缘由是热电偶的热质量很低且工作温度范围（工作温度可扩展至2300以上）很宽泛。ic传感器ic传感器可在-55°c至+150°c的温度范围内工作 精选的几种ic传感器工作温度可高达+200°c。有各种类型的集成式ic传感器，不过四种最频繁的集成式ic传感器当属模拟输出器件、数字接口器件、远程温度传感器以及那些具有温控器功能的集成式ic传感器（温度开关）。模拟输出器件（普通是电压输出，但有些也具有电流输出）在其需要adc来对输出信号举行数字化处理时最像无源解决计划。数字接口器件最常用法两线接口（i2c或pmbus），并具有内置的adc。除了也包括一个局部温度传感器外，远程温度传感器还具有一路或多路输入以便监测远程温度 它们最常被置于高度集成的数字ic（例如，处理器或现场可编程门阵列【】）中。当达到温度阈值时，温控器可提供容易的警报。用法ic传感器有许多益处，包括：功耗低；可提供小型封装产品（有些尺寸小到0.8mm×0.8mm）；还可在某些应用中实现低器件成本。此外，因为ic传感器在生产测试过程中都经过校准，因此没有须要进一步校准。它们通常用于健身跟踪应用、可佩戴式产品、计算