![](http://img3.dns4.cn/heropic/98473/p1/20171120172848_4857_zs_sy.jpg)
![](http://img3.dns4.cn/heropic/98473/p1/20171120172847_5497_zs_sy.jpg)
![](http://img3.dns4.cn/heropic/98473/p1/20171120172846_5357_zs_sy.jpg)
![](http://img3.dns4.cn/heropic/98473/p1/20171120172845_5685_zs_sy.jpg)
![](http://img3.dns4.cn/heropic/98473/p1/20171120172849_5465_zs_sy.jpg)
集成系统设计
MEMS温湿度传感器集成系统包括三个传感器配件部分:处理器芯片、温湿度传感器以及封装结构。其中温湿度传感器对温湿度信号进行测量,处理器将测量数据进行存储与处理。温湿度传感器集成系统使用MEMS铂电阻温度传感器和电容式湿度传感器分别采样待测环境的温湿度。也正是因为PTC热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。
1)MEMS温度传感器
MEMS微加工工艺制备的薄膜结构铂电阻传感器。由于铂的电阻率较高,灵敏度较好,因此经常作为温度传感器的感温材料。铂电阻温度传感器利用金属铂(PT)的电阻值随温度的变化而变化的物理特性制成温度传感器,在实际测量中,一般将电阻值转换成电压或电流等模拟信号的变化,再将模拟信号转换成数字信号, 后交由微处理器转换成实际的温度值。结构型光纤传感器是由光检测传感器配件与光纤传输回路及测量电路所组成的测量系统。
2)MEMS湿度传感器采用的湿度传感器为电容湿度传感器。两侧电极构成电容极板,中间的电介质采用湿度敏感材料。外界环境中的相对湿度对应了空气中的水分子的含量,当待测环境中的相对湿度发生变化时,空气中的水汽分子含量也会发生相应的变化。湿度敏感材料吸收水分子后的混合物的介电常数由于空气中的水汽分子含量不同而变化,即混合介质的相对介电常数与待测环境中的相对湿度相对应。模拟输出IC温度传感器具有很高的线性度(如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。
温度传感器是开发 早、应用 广的传感器。在伽利略发明温度计之后,人们开始利用温度进行测量,不过那时还没被称做温度传感器。真正把温度变成电信号的传感器由德国物理学家赛贝发明,就是后来的热电偶传感器也就是温度传感器的开始。50年以后,德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下,近年来相继开发了包含半导体热电偶传感器在内的多种温度传感器。数字温度传感器问世于20世纪90年代中期,它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。所谓温度传感器数字化就是能把温度物理量和湿度物理量,通过温、湿度敏感元件和相应电路转换成方便计算机、PLC、智能仪表等数据采集设备直接读取得数字量的传感器。其中光纤仅作为光的传播媒质,所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。温度传感器数字化给人们带来了更多的便捷。
浅析温度传感器的研究与发展
特种测温热敏电缆
热电耦是传统的温度传感器常用的传感器配件,用途非常广泛。近年来,又发展出了一种新的测温技术,能在火灾事故预警中有独特的应用。这种新型温度传感器称为特种测温热敏电缆,又被称为连续热电耦(Continuous-Thermocouple)或寻热式热电耦(Heating-Seeking-Thermocouple)。薄片状的热敏电阻很适合测量皮肤温度,近年来发展的薄膜型热敏电阻可以做得非常薄,只有十几纳米,用它做测温元件,将有很好的发展前景。
热敏电缆利用电耦热电效应,但丈量的不是耦头部的温度,而是沿热电极长度上z高温度点的温度。因为这种独特功能, 初被发达***作为高精技术设备铺设在军事设备中。目前,已被广泛应用到各个领域来预防和减少因“过热”引起的事故和损失。
热敏电缆的主要机能:目前,热敏电缆主要有两种产品类型(FTLD和CTTC),它们测温原理相同,只是技术参数不同。材料构成外层保护管:FTLD型采用双层聚四氟乙烯,CTTC型采用铬镍铁合金。为有效避免丈量环境中的粉尘、油脂以及水分等介质浸入,以及温度范围不同而引起的误报,故采用不同材料。此种应用装置可以更加灵活地实现交互功能,还可以展示出z佳的状态,还可以进行适合的人工干预。
分度与敏捷度:热敏电缆的分度与普通热电耦相近,因为连续热电耦的“临时”热接点不是紧密连接,热接点之外两电极间也并非完全绝缘,所以热敏电缆的输出热电势与同种热电耦比拟稍有降低,换算成温度大约相差十几摄氏度,这对于火警预告来说是可以接受的。弯曲半径除和热敏电缆组成材料的机能和质量有关外,还与隔离材料的密实程度有关。一般弯曲半径为热敏电缆外径的10~20倍。弯曲半径除和热敏电缆组成材料的机能和质量有关外,还与隔离材料的密实程度有关。