單片集成化智能溫度傳感器

進入21世紀后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。

1、提高測溫精度的分辨力

在20世紀90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達到1度。國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達0.5~0.0625度。由美國DALLAS半導體公司新研制的DS1624型高分辨分智能溫度傳感器，能輸出13位二進制數(shù)據(jù)，其分辨力高達0.03125度，測溫精度為正負0.2度。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器，每一路遠程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27US,9US.

2、增加智能溫度傳感器的測試功能

新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強。例如,DS1629型單線溫度傳感增加了實時日歷時鐘(RTC)，使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的E2PROM存儲器，可存儲用戶的短信息。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。

智能溫度傳感器都具有多種工作模式可供選擇，主要包括單次轉(zhuǎn)換模式，連續(xù)轉(zhuǎn)換模式待機模式，有的還增加了低溫極限擴展模式，操作非常簡便。對某些智能溫度傳感器而言，主機(外部微器或單片機)還可通過相應的寄存器來設定其A/D轉(zhuǎn)換速率分辨力及最大轉(zhuǎn)換時間。

智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎上發(fā)展而成的，典型產(chǎn)品有DS1620，DS1623,TCN75,LM76,MAX6625.智能溫度控制器適配各種微控制器，構成智能化溫控系統(tǒng);它們還可以脫離微控制器單獨工作，自行構成一個溫控儀。

3、溫度傳感器總線技術的標準化與規(guī)范化

智能溫度傳感器的總線技術也實現(xiàn)了標準化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線(1-WIRE)總線，I2C總線，SMBUS總線和SPI總線。溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。

網(wǎng)絡化智能溫度傳感器使傳感器由單一功能、單一檢測向多功能和多點檢測發(fā)展;從被動檢測向主動進行信息處理方向發(fā)展;從就地測量向遠距離實時在線測控發(fā)展。網(wǎng)絡化使得傳感器可以就近接入網(wǎng)絡，傳感器與測控設備間再無需點對點連接，大大簡化了連接線路，易于系統(tǒng)的維護和擴充。

應用食品生產(chǎn)

在一些食品加工廠里加工過程中，工人在炒佐料的時候，就需要在不同的時間段里和不同的溫度下混合不同的原材料，然后進行不同程度的翻炒，而且在炒制的過程中要對炒鍋的溫度進行嚴格的控制，防止炒壞佐料。因此用智能溫度傳感器來進行溫度檢測，對于測量車間炒鍋的溫度是否準確，并在必要的時候進行報警，對佐料質(zhì)量的好壞有著重要的關鍵影響。在以往來看，企業(yè)佐料車間里溫度和時間的控制，我們靠的是人工經(jīng)驗在控制著。這對佐料的質(zhì)量有一定的影響，因為人工憑經(jīng)驗對溫度測量和時間的把握準確性不是很高，而且還會有誤差，導致炒出來的佐料質(zhì)量參差不齊，沒有一個統(tǒng)一標準，影響產(chǎn)品質(zhì)量。我們針對上面的問題，選擇了智能溫度傳感器和儀表組成的一個回路，用來提高準確測量溫度和報警的目的，這對我們的幫助是很大的。在食品工業(yè)應用領域里面，用的最廣泛的溫度傳感器材料就是鉑和銅這兩種:鉑電阻它的精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)的測量，穩(wěn)定性能好，還具有一定的非線性，隨著溫度越高，其電阻變化率也越小;而銅電阻在測溫范圍之內(nèi)，它的電阻值和溫度呈一定的線性關系，溫度線數(shù)大，適用于無腐蝕介質(zhì)測量，超過150度銅電阻容易被氧化。