溫度傳感器分辨率：關(guān)于溫度傳感器的分辨率、靈敏度及精度的解析
平時，我們在很多時候都會提及溫度傳感器等的分辨率、靈敏度以及精度這三個參數(shù)。但很多人并不十分清楚這三個參數(shù)的區(qū)別，導(dǎo)致在使用時會易出現(xiàn)大大小小的問題。下面，就傳感器的靈敏度、精度和分辨率三者的區(qū)別為大家簡單介紹一下。
分辨率：
概念：是指傳感器可感受到的被測量的較小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時，其輸出才會發(fā)生變化。分辨率通常理解為A/D轉(zhuǎn)換精度或能感知的較小變化而精度通常指：A/D、傳感電路其它因素等綜合因素，誤差除以顯示所得的百分比。數(shù)字式儀表通常決定于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)精度是傳感器重復(fù)測量同一標(biāo)準(zhǔn)值的最大百分誤差，是校準(zhǔn)后衡量準(zhǔn)確程度的指標(biāo)分辨率要優(yōu)于精度幾倍。
靈敏度:
概念：是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值，即輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。傳感器靈敏度是輸出——輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。
精度：
概念：是指在真值附近正負三倍標(biāo)準(zhǔn)差的值與量程之比，是指測量值與真值的較大差異;分辨率——是值引起示值改變的較小測量值;應(yīng)與靈敏系數(shù)分開(靈敏系數(shù)——指輸出與輸入之比) 一般的國產(chǎn)溫度傳感器的精度分A、B兩個級別，國標(biāo)規(guī)定如下：根據(jù)傳感器的輸出值與所測量的溫度的真值的差來劃分，A級：不大于±(0.15℃+0.002*傳感器量程)；B級：不大于±(0.30℃+0.005*傳感器量程)。所以，如果要求測量精度較高，應(yīng)該選用量程較小的傳感器。分辨率，“通常決定于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)”，或看其輸出值的最后一位。
通常，傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點的分辨率并不相同。因此。常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的較大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負相相關(guān)性。
接下來為大家介紹兩款工采網(wǎng)國外進口的溫度傳感器，首先是從德國HLP公司生產(chǎn)的紅外溫度傳感器 - TS318-1B0814，這是一款主要用在非接觸式測量，功能是將物體發(fā)出的熱輻射轉(zhuǎn)化為電壓輸出。應(yīng)用領(lǐng)域包括電器、醫(yī)療、自動設(shè)備、消費類產(chǎn)品、工業(yè)應(yīng)用等。
選擇紅外溫度傳感器的兩點要素：
性能指標(biāo):首先就是量程也就是測溫范圍，選擇紅外溫度傳感器時一定要注意到它的量程，只有選擇了適合的量程才能更好的測量。用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬。其次是要注意傳感器的尺寸，不能選擇過大也不能太小，必須選擇適合自己的尺寸才能更好的方便測量，量程和尺寸是選擇傳感器都要注意的，但是選擇紅外溫度傳感器還要確定光學(xué)分辨率、確定波長范圍、確定響應(yīng)時間、信號處理功能等。
工作條件:紅外溫度傳感器所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應(yīng)加以考慮、并適當(dāng)解決,否則會影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當(dāng)環(huán)境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護測溫儀，實現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。
從法國Humirel公司進口的氣體溫度探頭 - 405系列，熱電偶由兩根不同導(dǎo)線(熱電極)組成，它們的一端是互相焊接的，形成熱電偶的測量端(也稱工作端)。將它插入待測溫度的介質(zhì)中;而熱電偶的另一端(參比端或自由端)則與顯示儀表相連。如果熱電偶的測量端與參比端存在溫度差，則顯示儀表將指出熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢。溫度探頭一般是熱電偶或者熱電阻，熱電偶溫度變化有電壓變化，熱電阻溫度變化有電阻變化，說明是好的。應(yīng)用范圍：溫度計的配件，探頭。405系列氣體溫度探頭適用于醫(yī)療行業(yè)，恒溫箱溫度，實驗艙溫度，實驗室溫度，烤爐溫度，冰箱溫度等領(lǐng)域。
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溫度傳感器分辨率：有分辨率或者精度達到0.01°C的溫度傳感器嗎？
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CAT-DCS0010
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CAT-DCS00;TSYS02D系列
TSYS02D DIGILENT PMOD
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Digital Component Sensors
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CAT-DCS0032
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Digital Component Sensors
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TSYS02D GENERIC C DRIVER
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MSBA06-50
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Pressure & Temperature Sensor
MS5837-02BA;MS5837;MS5837-02BA06系列
Ultra-small gel filled pressure& temperature sensor,with stainless steel gap.
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Temperature Sensor
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Pt Temperature Sensor.Pt Temperature Sensor with 85 mm wire length.
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TEMPERATURE SENSOR
TSYS02P系列
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G-NIMO-005
TE Connectivity
TEMPERATURE SENSOR
TSYS02S系列
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NTC TEMPERATURE SENSOR
系列
NTC TEMPERATURE SENSOR
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G-NICO-019
TE Connectivity
溫度傳感器
TSYS01系列
TEMPERATURE SENSOR
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NB-PTCO-154
TE Connectivity
TEMPERATURE SENSOR
PTFC102T1G0;PT1000系列
Platinum Temperature Sensors 1000 Ohms, 2.0 mm x 2.3 mm, F 0.1 (T=AA), Au-coated Ni-wire
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溫度傳感器分辨率：溫度傳感器分辨率、靈敏度和的概念是什么？
平時，我們在很多時候都會提及溫度傳感器等的分辨率、靈敏度以及精度這三個參數(shù)。但很多人并不十分清楚這三個參數(shù)的區(qū)別，導(dǎo)致在使用時會易出現(xiàn)大大小小的問題。下面，就傳感器的靈敏度、精度和分辨率三者的區(qū)別為大家簡單介紹一下。 分辨率 概念：是指傳感器可感受到的被測量的變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時，其輸出才會發(fā)生變化。分辨率通常理解為A/D轉(zhuǎn)換精度或能感知的變化而精度通常指：A/D、傳感電路其它因素等綜合因素，誤差除以顯示所得的百分比。數(shù)字式儀表通
溫度傳感器分辨率：溫度傳感器的五大參數(shù)
有關(guān)溫度傳感器的知識，介紹了溫度傳感器的五大參數(shù)，即精度、分辨率、功耗、接口和封裝這五大參數(shù)，幫助大家全面了解溫度傳感器，一起來學(xué)習(xí)下。
溫度傳感器的參數(shù)
1、精度
數(shù)字溫度傳感器精度表示傳感器讀數(shù)和系統(tǒng)實際溫度之間的誤差。
在產(chǎn)品說明書中，精度指標(biāo) 和溫度范圍相對應(yīng)。通常針對不同溫度范圍，有數(shù)個最高精度指標(biāo)。對于-25～ 100℃溫度范圍來說，±2℃精度是很常見的。AnalogDevice公司的ADT75、Maxim公司的DS75、
2、分辨率
數(shù)字溫度傳感器分辨率是描述傳感器可檢測溫度變化細微程度的指標(biāo)。集成于封裝芯片的溫度傳感器本身就是一種模擬傳感器。因此所有數(shù)字溫度傳感器均有一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。
ADC分辨率將決定器件的總體分辨率，分辨率越高，可檢測到的溫度變化就越細微。在產(chǎn)品說明書中，分辨率是采用位數(shù)和攝氏溫度值來表示的。當(dāng)采用位數(shù)來考慮分辨率時，必須多加注意，因為該值可能包括符號位，也可能不包括符號位。此外，該器件的內(nèi)部電路
可能以不同于傳感器總體溫度范圍的值，來確定內(nèi)部ADC的滿量程范圍。以攝氏度來表示的分辨率是一種更直接分辨率值，采用該數(shù)值可進行設(shè)計分析?，F(xiàn)有器 件的分辨率從1℃到0.℃不等。NATIONal公司的LM75通常是一種9位溫度傳感器。關(guān)于前一點，LM75的全工作范圍是-55～ 125℃。因此您可能希望分辨率是0.352℃。實際上，該分辨率被規(guī)定為0.5℃。TI的TMP102通常是12位器件，其分辨率為0.0625℃。即 使環(huán)境溫度發(fā)生微小變化其也會提醒微控制器采取相應(yīng)的措施。
3、功耗
大 多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計人員都非常關(guān)心系統(tǒng)的總功耗，電池供電系統(tǒng)尤為如此。對于這些應(yīng)用領(lǐng)域使用的數(shù)字溫度傳感器來說，規(guī)定功耗必須在整個系統(tǒng)功率預(yù)算以下?，F(xiàn)在 市場上的許多數(shù)字溫度傳感器處于工作狀態(tài)時，僅消耗微安電流。市場上還有一些具有斷電引腳或斷電寄存器功能的其他器件。
它們在斷電狀態(tài)下的耗電可能遠不到 1mA。因為系統(tǒng)監(jiān)控活動通常是非連續(xù)的，因此設(shè)計人員可充分利用“單觸發(fā)”模式的優(yōu)勢(該模式也是一些數(shù)字溫度傳感器的功能之一)。在“單觸發(fā)”模式 中，該器件的上電時間剛好完成測量，接著隨即恢復(fù)斷電模式。利用這種功能，時間平均耗電量可降至最低。
National公司的 LM70數(shù)字溫度傳感器就是一款采用斷電寄存器的中等低功耗器件。運行狀態(tài)下的最大靜態(tài)電流指標(biāo)是490μA，但當(dāng)該器件進入關(guān)機模式時，電流消耗通常降 至12μA。TI的TMP102采用了“單觸發(fā)”模式，因此設(shè)計人員可輕松地使該器件處于斷電狀態(tài)，其電流消耗通常低于1μA。即使處于工作狀態(tài)時，該器 件也僅消耗10μA靜態(tài)電流。
考慮系統(tǒng)功耗時，另一個因素是數(shù)字溫度傳感器的電源電壓要求。大多數(shù)溫度傳感器的性能指標(biāo)要求的供 電電壓范圍為2.7～5.5V。有幾款器件(如MAXIM公司的DS75LX)則專門適于低電壓應(yīng)用，其規(guī)范要求的電壓范圍是1.7V～3.7V。 TMP102的性能要求電壓可低至1.4V。
4、接口
大多數(shù)數(shù)字溫度傳 感器都具有下列兩種接口中的一種：I2C或SPI。I2C接口是一種兩線總線，可用于與.件進行通信的多種系統(tǒng)。它通常以400kb/s的速度運行，但如 果采用有源終端電路，則可以3.4Mb/s的速度運行。該總線要求單線具有上拉加很小。利用溫度傳感器器件上的引腳可將多個傳感器裝在同一條總線上。一些 器件可在出廠時擁有不同的地址，便于通過一臺I2C主控制器來控制數(shù)個相同的器件。當(dāng)需要在系統(tǒng)內(nèi)
若干個點進行溫度測量時，其作用就顯現(xiàn)出來了。
SPI是一種三線或四線接口，具體情況視器件間需要單向通信還是雙向通信而定。SPI不支持器件尋址，因此系統(tǒng)內(nèi)的每個器件都必須擁有與之相連的專門數(shù)字線路。來自主系統(tǒng)的這條專線路被稱作芯片選擇、芯片使能或從屬選擇，它支持主系統(tǒng)與每個器件進行單獨通信。
市場上現(xiàn)有的幾款數(shù)字溫度傳感器采用單線接口。這種由Maxim公司最早推出的接口通常被稱作“單線”接口。器件、溫度傳感器等使用局限性限制了這種接口的應(yīng)用。Maxim公司的DS18B20就是一款利用“單線”接口的典型數(shù)字溫度傳感器。
5、封裝
數(shù)字溫度傳感器廠商提供了多種封裝選擇，以方便系統(tǒng)設(shè)計人員可隨時找到適于其系統(tǒng)空間限制的封裝。現(xiàn)有封裝類型從8引腳SOIC到芯片級封裝 (CSP)。當(dāng)尺寸限制不是系統(tǒng)設(shè)計的主要因素時，較大封裝當(dāng)然是合適的。CSP更適于空間有限的應(yīng)用(如手機)，但在生產(chǎn)方面可能存在困難。新上市的器 件為采用SOT563封裝的器件系列(如TMP102)。它們在實際尺寸方面和CSP相似，甚至高度或Z尺寸方面也很相似。但因其是封裝的有引線器件，因 此它們在生產(chǎn)環(huán)境中更穩(wěn)健。
溫度測量應(yīng)用非常廣泛，不僅生產(chǎn)工藝需要溫度控制，有些電子產(chǎn)品還需對它們自身的溫度進行測量，如計算機要監(jiān)控CPU的溫度，馬達控制器要知道功率驅(qū)動 IC的溫度等等。溫度是實際應(yīng)用中經(jīng)常需要測試的參數(shù)，從鋼鐵制造到半導(dǎo)體生產(chǎn)，很多工業(yè)工藝都要依靠溫度來實現(xiàn)，溫度傳感器便是應(yīng)用系統(tǒng)與現(xiàn)實世界之間 的橋梁。
如今，溫度傳感器逐步進入數(shù)字化所謂數(shù)字化，可以把溫度物理量和濕度物理量，通過溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計算機、plc、智能儀表 等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。
人們在不同的地方檢測溫度，傳感器數(shù)字化給人們帶來更多的便捷。
