红外温度传感器OTP-538U

Introduction

The OTP-538U is a thermopile sensor in classic TO-46 housing. The sensor is composed of 116 elements of thermocouple in series on a floating micro-membrane having an active diameter of 545 μm and with blacken surface to absorb the incident thermal infrared radiation, which induces a voltage response at output terminals. The sensor chip is fabricated by a unique front-surface bulk micromachining technology, which result in smaller size and faster to response ambient temperature change.The IR window is a bandpass filter having its 50% cut-on wavelength at 5 μm, and cut -down at 14μm. The sensor responses proportionally to the incident IR radiation and has a constant signal response up to its cut-off frequency, which is limited by the sensor thermal time constant of tens millisecond range.The OTP-538U thermopile sensor provides nearly Johnson-noise-limited performance, which can be calculated by its ohmic series resistance. A thermistor element, with a lead connected to ground, is also provided inside the TO package for ambient temperature reference .

Features

Non-contact temperature detection Voltage output, easy to take signal Zero power consumption

Wide detection temperature range

Applications

Medical Application: Ear thermometers

Home Facility: Microwave oven, Hair dryer, Safety system, Home security, Refrigerator & Air

conditioner

Industry Application: Process monitor and controller, Infrared non-contact thermometers Automobile Application: Thermal sensing system

Table of Contents

1 General Characteristics

1.1 Absolute Maximum Ratings 1.2 Handling Guidelines

2 Device Characteristics

2.1 Device Descriptions 2.2 Sensor Characteristics 2.3 Signal Output Characteristics 2.4 Frequency Response

2.5 Thermistor Characteristics 2.6 Optical Characteristics 2.7 Filter Characteristics

2.8 Mechanic Drawing and Pin Assignment

3 Liability Statement

Thermopile Sensor OTP-538U

Revision Date: 2009/04/16

List of Figures

Figure 1: Typical output voltage versus object temperature with sensor at 25° C

Figure 2: Frequency response

Figure 3: Field of view curve

Figure 4: Typical spectral transmittance curve

Figure 5: Mechanical drawing and pin assignment

List of Tables

Table 1: Absolute maximum ratings

Table 2: Device characteristics

Table 3: Thermopile sensor characteristics

Table 4: Typical numerical data of Thermopile’s output voltage (sensor at 25° C)

Table 5: Thermistor information

Table 6: Tabulated thermistor data

Table 7: Optical characteristics

Table 8: Filter parameters

1. General Characteristics

1.1 Absolute Maximum Rating

1.2 Handling Guidelines

Stresses above the absolute maximum ratings may cause damages to the device.

Do not expose the sensor to aggressive detergents such as Freon, Trichloroethylene, etc.

Avoid touching or cleaning of the window. If necessary, do cleaning only very carefully with alcohol and cotton swab.

Hand soldering and wave soldering may be applied by a maximum temperature of 260° C for a dwell time less than 10 s. Reflow soldering is not recommended.

2. Device Characteristics

2.1 Device Descriptions

The materials of OTP-538U are lead-free and fully complied with the RoHS regulations.

2.2 Sensor Characteristics

Notes: * All optical performances are measured at 1 Hz chopper frequency using a blackbody radiator of 500K temperature with filtered spectrum ranging from 5 to 14 μm.

Distance between packaged thermopile and blackbody is 11cm.

2.3 Signal Output Characteristics

3. Liability Statement

The contents of this document are subject to change without notice and customers should consult with

Oriental System Technology (OST) sales representatives before ordering. Customers considering the use of

OST thermopile devices in applications where failure may cause personal injury or property damage, or where extremely high levels of reliability are demanded, are requested to discuss their concerns with OST sales representatives before such use. The Company’s responsibility for damages will be limited to the repair or replacement of defective product. As with any semiconductor device, thermopile sensors or modules have a certain inherent rate of failure. To protect against injury, damage or loss from such failures, customers are advised to incorporate appropriate safety design measures into their product.

红外温度传感器(BM43系列)应用指南

红外温度传感器(BM43系列)应用指南 Application Note for BM43 series 编号BM-SOP-T023 版本V1.0 发布日期2016.8.20 生效日期2016.8.20 1 目的 为更好的解答客户在BM43系列产品在设计和应用中遇到的问题,将之前客户反馈的问题整理解答,以便参照。 2 范围 适用于本公司红外温度传感器系列产品(BM43THA/BM43THD/BM43TNA/BM43TND)以及以BM43系列产品为主要测温单元生产的各种可穿戴式/手持式测温仪器的应用。 3 主要问题及应用指南 3.1. 基本使用 3.1.1 如何使用BM43系列产品测量人体温度 正常人体体温不是一个具体的温度点,而是一个温度范围。机体深部的体温较为恒定和均匀,称深部体温;而体表的温度受多种因素影响,变化和差异较大,称表层温度。临床上所指的体温是指平均深部温度。一般以口腔、直肠和腋窝的体温为代表,其中直肠体温最接近深部体温。正常值:口腔舌下温度为37℃(范围36.3-37.2℃),直肠温度37.5℃(比口腔温度高(0.3-0.5℃),腋下温度为36.5℃(范围 36.0℃-37.0℃)。 使用BM43系列产品测量人体体温时,额温枪建议测量位置为人体额头太阳穴动脉附近,这里的动脉血所辐射出的温度接近人体核心温度;耳温枪建议测量位置为耳道内部,枪头越深入越好,但不要造成不舒服,测儿童时最好将耳朵轻往后上方拉(将耳道拉直)。 3.1.2 穿戴设备戴在手腕上监测手腕皮肤温度的作用 穿戴设备戴在手腕上监测手腕皮肤温度不能代表人体核心温度,原因一:手腕皮肤表面的温度在医学上不能代表人体核心温度,四肢不是医学上认可的测温点;二,通过大数据分析,手腕的温度变化受外界环境影响较大,长时间监测显示温度为非线性变化。 但该测量温度可以作为一项生命体征数据,长时间监控体表温度的变化,超出设定温度的阈值则发出提醒信号。 3.1.3 如果靠近皮肤,每5s检测一次,连续24小时,会不会有问题?时间长了会不会因信号累计出现不准?如果放在腋下长时间使用有没问题?需要注意什么问题? 如果突然从低温发热源(冰)靠近高温发热源(火),会对传感器增加一个突发热源(骤热) ,会短时间内造成传感器热休克。这种情况与耳温枪类似,耳温枪的解决办法是在传感器外加上金属热阻,以缓冲热休克现象对测温造成不准的影响;另外一种方法是软件上指令ASIC忽略最开始的50-100个数据(大概

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化,在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1.热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体A和B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端或冷端,则回路中就有电流产生,如图2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向, 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关,而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势:热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处a,b 之间便有一电动势差△ V,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由A流向B时,称A为正极,B 为负极。实验表明,当△ V很小时,△ V与厶T成正比关系。定义△ V对厶T 的微分热电势为热电势率,又称塞贝克系数。

温度传感器主要形式和温度探头类型

温度传感器主要形式和温度探头类型 温度传感器三种主要形式 热电偶由两种不同的金属丝焊接而成,例如:NiCr-Ni(K型),利用热电效应来工作的,两种不同的金属丝,构成一个闭合回路,不同的两种导体存在着温差,两者产生电动热。因而在回路中形成一个大小的电流,此现象称之为热电现象。 铂电阻测量原理不同于热电偶测量方法。铂电阻传感器本质上来讲属于PTC热敏电阻的一种。金属的电阻率会随着温度的升高而增大,因此这种特性被用来测量温度。薄膜式铂电阻,由于结构超薄,因此在电阻不被影响的前提下,配置了一个玻璃套管,用以保护。目前通用的铂电阻的电阻值为100Ohm(0℃时),这是目前国际通用的铂电阻。另外一种PT100传感器采用绕线陶瓷式,此种方法将铂丝攻成螺旋状,再装入陶瓷基体内,此传感器结构十分紧密,在所有铂电阻传感器中,这种结构精度最高,使用时间持久并且无老化现象,但是相较于热电偶的测量原理,反应时间较缓,因此在应用时经常运用于食品科技,特别是实验室研发环节。 NTC热敏电阻使用较为广泛且较经济的一款温度传感器。由于混合的氧化物陶瓷材料构成,具有负的温度系数,这是称之为NTC的原因(negative temperature coefficient缩写)。随着温度的升高,阻值降低,这与PT100传感器的测量特性完全相反。

温度探头三种主要类型 刺入/浸入式探头 用于测量液体及固体的温度,探头的前端设计为针状刺入式。使用时如果测量探头的温度比被测物体低,根据能量守恒原理,热能会从被测物体热导至探头上;如果测量探头的温度比被测物体较高,同理热能则从探头传导至被测物体。这就意味着被测物体被加热升温,所测得的温度是加温之后的物体温度,在此测量情况,探头与介质的比值必须考虑,因为探头与介质的比值越好,越能更精准的测得物体获取的能量,由于能量转移的原因会导致测量时产生误差。我们一定要注意仪器测量的不是介质的温度,而是传感器的温度,此测量误差可以通过以下方式减小:刺入或浸入的深度10或15倍于探头的直径;当测量液体时,尽量何持液体的流动可以有效减少误差。 空气温度探头 用来测量空气温度,例如冷库、冷柜、空调室(调温)、通风场所(通风/排风)等,空气探头的传感器裸露,因此示值很容易受气流所影响,最好的解决方法是在气流为2-3m/s时,顺流轻移探头,使温度达成平衡稳定。 表面探头 用来测量物体的表面温度。空气温度探头和表面探头使用进行表面温度测量时,探头的前端必须垂直于被测物体,与被测物体充分完全的接触。必须注意的是探头与被测物的接触面必须平坦,否则在测量时则会影响测量结果。

GWH400型本质安全性红外温度传感器

红外温度传感器|本质安全型红外测温传感器|GWH400型本安型 红外测温传感器 一、概述 1、产品特点及用途: GWH400本质安全型红外温度传感器(以下简称传感器)是一种非接触式高精度红外测温传感器,可就地显示,远距离信号传输,超限报警等功能,具有体积小、重量轻、测量精度高、防尘、防潮、使用安装方便等特点。 传感器主要用于存在可燃性气体混合物的易燃、易爆工作环境中与监控系统连接进行在线温度监测,可广泛应用于煤炭、石油、化工、铁路、医疗、电力、纺织等行业快速非接触测量物体表面的温度,以达到温度控制或设备安全检测的目的。 2、产品执行标准:Q/SD 005-2006《GWH400本质安全型红外温度传感器》 二、工作原理 传感器由光学系统、红外传感器、信号放大器及信号处理、显示等部分组成。光学系统汇聚 其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚焦在红外传感器上并转变为相应的电信号,通过 信号放大和调理电路放大并进行模拟/数字转换后,由8位单片机组成的中央处理器进行线 形化数据处理及辐射系数补偿,最后转换为被测目标的温度值由LED数码管显示,并将(0~400)℃转换成(200~1000)Hz频率信号输出。 传感器发出的点式激光仅用于瞄准被测目标。 三、主要技术参数 地址:西安市经济技术开发区草滩生态产业园尚苑路3699号 联系人:苏女士 固话:-859

手机: QQ:09 邮编:710018 传真: 免费电话:400-6260611 网址: 本公司主要产销: 仪器仪表: CD4型便携式多参数测定器,CJR100/5H型红外甲烷二氧化碳测定器,CYH25型氧气测定器,CLH100型硫化氢测定器,CJYB4/25型甲烷氧气两参数测定器,CJT4/1000,CTH1000C型一氧化碳测定器,JCB4(A)型甲烷检测报警仪,光干涉式甲烷测定器,气体检测器,气体采样器,皮托管,压差计,通风多参数检测仪,电子风表,粉尘采样器,测尘仪,激光指向仪,激光测距仪,红外测温仪,传感器,隔爆型摄像仪,信号灯,甲烷断电仪,稳压电源,变压器,充电架等。救护设备: 过滤式自救器,隔绝式化学氧自救器,隔绝式压缩氧自救器,矿井供水施救装置,矿井压风自救装置煤矿用自动苏生器,矿用可视化监测通信装置,隔绝式正压氧呼吸器,正压式消防空气呼吸器等。 防爆照明: LED矿灯,多功能矿灯,出口型LED矿灯,隔爆型LED巷道灯,LED矿灯充电器 检测装置: 发爆器参数测试仪,气体检测仪检定装置,自救器正压气密校验装置,自救器负压气密校验装置,矿用气体传感器检定装置,水柱式光瓦校

基于数字温度传感器的数字温度计

黄河科技学院《单片机应用技术》课程设计题目:基于数字温度传感器的数字温度计 姓名:时鹏 院(系):工学院 专业班级: 学号: 指导教师:

黄河科技学院课程设计任务书 工学院机械系机械设计制造及其自动化专业S13 级 1 班 学号1303050025 时鹏指导教师朱煜钰 题目:基于数字温度传感器的数字温度计设计 课程:单片机应用技术课程设计 课程设计时间2014年10月27 日至2014年11 月10 日共2 周 课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)(纸张不够可加页)

课程设计任务书及摘要 一、课程设计题目:基于数字温度传感器的数字温度计 二、课程设计要求 利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为-55℃~125℃,精确到0.5℃。数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,温度传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示。 三、课程设计摘要 DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于其具有单总线的独特优点,可以使用户轻松地组建起传感器网络,并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图。 该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口,芯片使用了ATMEL公司的AT89C51单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。上位机部分使用了通用PC。该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。 四、关键字:单片机温度测量DS18B20 数字温度传感器AT89C51

常用温度传感器解析,温度传感器的原理、分类及应用

常用温度传感器解析,温度传感器的原理、分类及应用 温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。 温度传感器的分类接触式 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内,温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差,常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。 随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究,测量120K以下温度的低温温度计得到了发展,如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件,可用于测量 1.6~300K范围内的温度。 非接触式 它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。 最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐

全面了解数字温度传感器规范

全面了解数字温度传感器规范 为了实现最佳性能并确保系统稳健性,就必须要进行系统监控测量。其中一个必需的典型测量项目就是环境温度。使用简单的数字温度传感器进行该测量将为系统设计人员提供如下保证:组件正常工作,系统处于其性能或校准限值范围内,不会使用户遇到危险。 测量结束后,通常由系统中的微控制器对环境温度进行相应调整。系统监控微控制器可以改变风扇速度、关闭非必要系统进程或使系统智能进入省电模式。系统设计人员需全面正确地了解数字温度传感器规范以设计系统,并就测量结果采取最佳措施。另外,全面了解传感器规范将确保在选择数字温度传感器器件时,可做到权衡得当。 当选择数字温度传感器(也称作串行输出温度传感器)时,应考虑的主要规范包括精度、分辨率、功耗、接口和封装。 精度 数字温度传感器精度表示传感器读数和系统实际温度 之间的误差。在产品说明书中,精度指标和温度范围相对应。通常针对不同温度范围,有数个最高精度指标。对于25~

+100℃温度范围来说,±2℃精度是很常见的。Analog Device 公司的ADT75、Maxim公司的DS75、National公司的LM75以及TI的TMP75均具有这种精度节点。但是,还有更高精度的器件。例如,TI的TMP275在120~100℃温度范围内的精度为±0.5℃。 虽然温度精度指标是非常重要的,然而对系统监控应用来说,它并非一定是最为关键的因素。这些应用更重视检测温度变化,而不是确定温度绝对值。 分辨率 数字温度传感器分辨率是描述传感器可检测温度变化细微程度的指标。集成于封装芯片的温度传感器本身就是一种模拟传感器。因此所有数字温度传感器均有一个模数转换器(ADC)。ADC分辨率将决定器件的总体分辨率,分辨率越高,可检测到的温度变化就越细微。 在产品说明书中,分辨率是采用位数和摄氏温度值来表示的。当采用位数来考虑分辨率时,必须多加注意,因为该值可能包括符号位,也可能不包括符号位。此外,该器件的内部电路可能以不同于传感器总体温度范围的值,来确定内部ADC的满量程范围。以摄氏度来表示的分辨率是一种更直接分辨率值,采用该数值可进行设计分析。

利用红外线传感器实现接近感应应用

利用红外线传感器实现接近感应应用 在消费电子产品中,接近感应作为一种探测用户身体或手部存在的方法,越来越为人们所接受。该技术也能够用于动作感应,如检测用户手势。用户手势作为一种输入,可以应用于许多设备,如手机、计算机和其他家用电子产品。 要理解动作感应系统设计的理论基础,需要了解红外线(IR)与可见光的差异,探讨接近和动作感应系统如何在单一LED 下运行,以及动作感应在使用多个LED 进行多接近测量时如何工作。当我们谈及“光”时,通常指的是来自太阳或灯具的可见光,然而,可见光仅占光谱范围中的一小部分。我们把可见光定义为人眼可以识别的所有光线,通常人眼可以识别的光线波长为380-750nm。那么,人眼无法识别的非可见光(如波长为850 nm 光)又如何呢? IR 辐射光的波长为750nm-1000μm,IR 光与可见光有着相同的特性,例如反射率,而且它可以通过特殊灯泡或发光二极管生成。因为人眼无法看到IR 光,所以我们可以用它来完成一些特殊的人机界面任务,例如接近检测,而无需用户与系统进行任何直接接触。 IR 接近传感系统能够检测附近物体的存在,并根据检测结果做出反应。IR 接近检测的应用无处不在。例如,手机可以使用接近传感技术检测通话时手机是否接近面部。当你把手机靠近耳边时,手机将检测到头的存在,从而自动关闭屏幕以节省电能。其他接近感应系统的例子包括皂液器和饮水机,你可以把手放在传感器附近(通常在皂液管或水龙头附近),以“非接触”而又卫生的方式获取皂液或水。在高端汽车上,外部防碰撞系统也使用接近检测,当汽车与其他汽车或者物体太靠近时,接近检测会提醒司机注意。有些车辆还可以使用车内接近感应系统检测乘客的存在,从而调整安全装置(如安全气囊)。接近检测通过专门设计的IR LED 实现。与IR LED 相对应的是光电二极管,它一般用来检测LED 发出的IR 光。当IR LED 和光电二极管同方向放置时,光电二极管将不会检测到任何IR 光,除非有物体在 LED 的前面,将光反射回光电二极管。反射回光电二极管的光强与物体到光电二极管的距离逆向相关。 图 1:一维空间动作检测 单一 LED 和光电二极管相结合可以检测一些动作,例如可以检测物体是否靠近或远离光电二极管,这仅仅是一维空间检测。假设一个系统,其布局,单一LED 系统仅使用LED1 与IR 传感器。图2 是三个手势动作过程中Silicon Labs Si1120 传感器感应IR LED 后的输出值,其中Y 轴是反射的 IR 光强,X 轴是时间。三个手势包括沿图1 X 轴从左到右的滑动,沿Y 轴从底部到顶部的滑动,以及沿Z 轴由远及近,然后由近及远的往复动作。图2 表明,单一LED 系统不能区分这些手势,使用单一 LED,系统只能检测到物体正在接近或远离传感器,而不能判别其方向。 图 2:单一LED 系统性能分析二维空间检测由位于不同位置的两个LED 和单个光电二极管组成。从LED1 得到一个测量值,然后快速从LED2 获得另一个测量值,两个测量值被用于计算二维空间上的物体位置。其中一维空间是接近 LED1(左)或接近LED2(右),而另一维空间是接近或远离光电二极管。图3 是与图2 相同的三个手势,其中白线代表从LED1 中读出的数据,红线代表从LED2 读出的数据。从左到右滑动过程中,白线上升,然后是红线。当手从左到右滑动时,LED1 反射IR 光到传感器,然后是LED2。 图 3:二维空间中手势性能分析三维空间动作检测由三个LED 和单个光电二极管组成。LED3 与LED1、LED2 不在同一直线上,,可以把LED1 和LED2 之间的连线看作X 轴,LED1 和LED3 之间的连线看作Y 轴,从光电二极管和LED 到被测物体之间的连线看作Z 轴。图4 显示了与图2 和图3 相同的测量过程,其中蓝线代表LED3 的测量数据。当手从左向右滑动

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量 (取决于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T 的微分热电势为热电势率, 又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度差。 2. 热电偶的种类

红外温度传感器OTP-668D2

深圳永盟电子邬先生 152.2017.9727 The OTP-668D2 is a thermopile sensor in classic TO-46 housing. The sensor is composed of 116 elements of thermocouple in series on a floating micro-membrane having an active area of diameter 700 μm. The thermopile sensor provides nearly Johnson-noise-limited performance, which can be calculated by its ohmic series resistance. A thermistor with a lead connected to ground is also provided inside the TO package for ambient temperature reference. TO-46 metal housing with IR absorber coating inside Thermistor reference included Low temperature coefficient of sensitivity Ideally suited for ear thermometers, miniature pyrometer. Thermopile Sensor OTP-668D2 Revision Date: 2010/10/14

浅析数字温度传感器

浅析数字温度传感器 在传感器技术突飞猛进的今天,多家现代传感器企业提供的新型数字温度传感器,与传统温度传感器相比,具有性价比高、性能优越、可靠性高、使用方便、体积小、灵敏度高和控制电路简单等特点。与传统产品相比,新型温度传感器呈现出微型化、高精度、低功耗等发展趋势。完全可以替代传统热敏电阻和电阻式温度检测器。具体来说,数字温度传感器的主要构成包括一个双电流源、一个Δ-ΣA/D转换器、数字逻辑和一个通向数字器件(如与一个微处理器或微控制器连接)的串行接口(如I2C总线、SMBus或SPI)。 新型数字温度传感器原理 数字温度传感器也叫热电偶,是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:(1)测量精度高;(2)测量范围广;(3)构造简单,使用方便。 新型数字温度传感器的应用 当前,虽然主要的温度传感器,如热电偶、热电阻及辐射温度计等的技术已经成熟,但是只能在传统的场合应用,不能满足许多领域的要求,尤其是高科技领域。因此,各国专家都在针对性的竞争开发各种新型温度传感器及特殊的实用测量技术。 新型数字温度传感器的应用范围很广,它不仅广泛应用于寻常百姓的日常生活中,而且也大量用于现代工业生产的自动化控制和生产过程检测控制系统。 当前世界范围内温度传感器正从模拟式向新型数字式、从传统集成式向现代智能化的方向发展。新型数字温度传感器自从二十世纪九十年代中期面世以来,在中国国内也迅猛发展,并迅速在广大人民群众的日常生活中推广应用。

外文翻译---智能红外温度传感器

毕业设计外文文献翻译 毕业设计题目温室大棚测控系统设计翻译题目智能红外温度传感器专业测控技术与仪器 姓名 班级 学号 指导教师 机械与材料工程学院 二〇一一年十月

智能红外温度传感器 跟上不断发展的工艺技术对工艺工程师来说是一向重大挑战。再加上为了保持目前迅速变化的监测和控制方法的过程的要求,所以这项任务已变得相当迫切。然而,红外温度传感器制造商正在为用户提供所需的工具来应付这些挑战:最新的计算机相关的硬件、软件和通信设备,以及最先进的数字电路。其中最主要的工具,不过是新一代的红外温度计---智能传感器。 今天新的智能红外传感器代表了两个迅速发展的结合了红外测温和通常与计算机联系在一起的高速数字技术的科学联盟。这些文书被称为智能传感器,因为他们把微处理器作为编程的双向收发器。传感器之间的串行通信的生产车间和计算机控制室。而且因为电路体积小,传感器因此更小,简化了在紧张或尴尬地区的安装。智能传感器集成到新的或现有的过程控制系统,从一个新的先进水平,在温度监测和控制方面为过程控制方面的工程师提供了一个直接的好处。 1.集成智能传感器到过程线 同时广泛推行的智能红外传感器是新的,红外测温已成功地应用于过程监测和控制几十年了。在过去,如果工艺工程师需要改变传感器的设置,它们将不得不关闭或者删除线传感器或尝试手动重置到位。当然也可能导致路线的延误,在某些情况下,是十分危险的。升级传感器通常需要购买一个新单位,校准它的进程,并且在生产线停滞的时候安装它。例如,某些传感器的镀锌铁丝厂用了安装了大桶的熔融铅、锌、和/或盐酸并且可以毫不费力的从狭窄小道流出来。从安全利益考虑,生产线将不得不关闭,并且至少在降温24小时之前改变和升级传感器。 今天,工艺工程师可以远程配置、监测、处理、升级和维护其红外温度传感器。带有双向RS - 485接口或RS - 232通信功能的智能模型简化了融入过程控制系统的过程。一旦传感器被安装在生产线,工程师就可以根据其所有参数来适应不断变化的条件,一切都只是从控制室中的个人电脑。举例来说,如果环境温度的波动,或程序本身经历类型、厚度、或温度的改变,所有过程工程师需要做的是定制或恢复保存在计算机终端的设置。如果智能传感器由于高温度环境、电缆断裂或者未能组成部分而失败了,其故障进行自动修复。该传感器激活触发报警停机,防止损坏产品和机械。如果烤炉或冷却器失败了,音响和LO警报信号还可以指出哪里有问题并且关闭生产线。 1.1 延长传感器的使用寿命 为了使智能传感器符合数千种不同类型的进程,就必须完全自己定义。由于智能传感器包含只读(可擦除可编程只读存储器),用户可以重新编程以满足他们各自的具体程序要求

温度传感器在工业中的应用

红外温度传感器在工业中的应用 随着工业生产的发展,温度测量与控制十分重要,温度参数的准确测量对输出品质、生产效率和安全可靠的运行至关重要。目前,在热处理及热加工中已逐渐开始采用先进的红外温度计等非传统测温传感器,来代替传统的热电偶、热电阻类的热电式温度传感器,从而实现生产过程或者重要设备的温度监视和控制。 基本原理 温度传感器基本原理,最常用的非接触式温度传感器基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度,则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长,而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关,因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度,如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下,物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制,可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正,最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射,从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率,ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量,则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度(即介质温度)进行修正而得到介质的真实温度。 在水泥制造生产中的应用 红外温度传感器在水泥制造生产中有着广泛的应用。据调查目前我国每年因红窑事故造成的直接经济损失达2000万元,间接损失达3亿元。用常规的方法很难对非匀速旋转的水泥胴体进行测温,国际上先进的办法是在窑尾预热平台上安装一套红外扫描测温仪,系统的软件部分主要由数据采集滤波、同步扫描控制、数据通讯处理等,红外辐射测温仪按预定的扫描方式,实现对窑胴体轴向每一个测量段成的温度的测量,在一个扫描周期内,红外温度传感器将在扫描装置的驱动下,将每一个测量元表面的红外辐射转换成温度相关的电信号,送进数据采集装置作为数据采集,同步装置保证数据采集与回转窑的旋转保持严格同步,要让测量的温度值与测量元下确对应,测温仪由扫描起点扫描到终点后,即对窑胴体表面各测量元完成了一次逐元温度检测后,立即快速返回扫描起点,开始下一扫描周期的检测,数据经微机处理后,给出反映窑内状况的图像,文字信息,必要时可以发射声光报警。为保证测量的精度,定要考虑物体的发射率,周围环境影响。红外测温仪要垂直对准窑胴体的表面,因因水汽,尘埃,烟雾的影响,要采取加装水冷,风吹扫装置。意义:1.生产过程中对产品的质量监控与监视,只要温度控制在设定值内,产品质量会有保证,过低过高都浪费能源;2.在线安全的检测可以起到保护人以及设备安全;3.降低能耗,节约能源。 在热处理行业中的应用 红外温度传感器可以广泛的应用于钢铁生产过程中,对生产过程的温度进行监控,对于提高生产率和产品质量至重要。红外温度传感器可精确地监视每个阶段,使钢材在整个加工过程中保持正确的冶金性能。红外温度传感器可以帮助钢铁生产过程中提高产品质量和生产率、降低能耗、增强人员安全、减少停机时间等。 红外温度传感器在钢铁加工和制造过程中主要应用在连铸、热风炉、热轧、冷轧、棒材和线材轧制等过程中。 红外温度传感器传感头有数字和模拟输出两种,发射率可调。—这对于发射率变化金属材料尤其重要。要生产出优质的产品和提高生产率,在炼钢的全过程中,精确测温是关键。连铸将钢水变为扁坯、板坯或方坯时,有可能出现减产或停机,需精确的实时温度监测,配以水嘴和流量的调节,以提供合适的冷却,从而确保钢坯所要求的冶

基于温度传感器的数字温度计.

华东交通大学电子测量传感器设计报告 报告题目:基于温度传感器的数字温度计 作者姓名: 专业班级: 学号: 指导老师: 时间:2013~2014学年第一学期

摘要 温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同, 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。 采用数字温度传感器DS18B20,因其内部集成了A/D转换器,使得电路结构更加简单,而且减少了温度测量转换时的精度损失,使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信,大大减少了接线的麻烦,使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化,更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接,故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头,探入到狭小的地方,增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。 本文主要介绍了一个基于89C51单片机和DS18B20的测温系统,详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机下的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示,并可根据需要任意设定上下限报警温度,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量。 关键词:AT89C51单片机、温度传感器DS18B20 Abstract Temperature control system is widely applied in various fields of social life, such as household appliances, automobiles, materials, power electronics, the commonly used

关于红外传感器的报告要点

关于红外传感器的报告 摘要:本文主要介绍一些关于红外传感器的一些基本知识和工作原理,从而让我们能够从一定程度上了解红外传感器这一传感器的种类。对于红外传感器的认识,能够帮助我们更好的利用红外传感器,让我们的生活或者工作更加方便和愉快。 关键字:红外辐射、传感器、原理、用途 红外传感器(也称为红外探测器)是能将红外辐射能转换成电能的光敏器件,它是红外探测系统的关键部件,其性能好坏,将直接影响系统性能的优劣。因此,选择合适的、性能良好的红外传感器,对于红外探测系统是十分重要的。而作为红外传感器的重要组成部分,红外辐射是不得忽略的重中之重。下面我们先介绍红外辐射的相关知识和原理。 一、红外辐射的工作原理简介: 红外辐射是一种人眼不可见的光线,俗称红外线,因为它是介于可见光中红色光和微波之间的光线。红外线的波长范围大致在0.76-1000μm之间,对应的频率大致在4×104至3×1011Hz之间,工程上通常把红外线所占据的波段分成近红外、中红外、远红外和极远红外4 个部分。 下图是红外线的电磁波谱图: 红外分区:在红外技术中,一般将红外辐射分为4个区域 (1)近红外区: 770 nm~ 1.5 μm (2)中红外区: 1.5 μm ~ 6μm (3)远红外区: 6μm ~ 40μm (4)极远红外区: 40μm ~ 1000μm 注意:这里所说的远近是指红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离。

红外辐射本质上是一种热辐射。任何物体,只要它的温度高于绝对零度( -273 ℃),就会向外部空间以红外线的方式辐射能量,一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种形式来实现的。物体的温度越高,辐射出来的红外线越多,辐射的能量就越强。另一方面,红外线被物体吸收后可以转化成热能。 红外线作为电磁波的一种形式,红外辐射和所有的电磁波一样,是以波的形式在空间直线传播的,具有电磁波的一般特性,如反射、折射、散射、干涉和吸收等。红外线在真空中传播的速度等于波的频率与波长的乘积,即 c =λ f 。红外辐射的强度及波长与物体的温度和辐射率有关,能在任何温度下全部吸收投射到其表面的红外辐射的物体称为黑体,能全部反射红外辐射的物体称为镜体,能全部透过红外辐射的物体称为透明体,能部分反射或吸收红外辐射的物体称为灰体。自然界并不存在理想的黑体、镜体和透明体,绝大部分物体都属于灰体。 二、红外线的物理特性: ①热效应 ②穿透云雾的能力强 ①热效应及应用: 一切物体都在不停的辐射红外线。物体的温度越高,辐射的红外线就越多。红外线照射到物体上最明显的效果就是产生热。冬天烤火,就是因为有大量的红外线从炉子里射到人身上,才能让我们感觉到热乎乎的。 人体生病的时候,虽然外面看起来没有什么变化,但是由于局部皮肤的温度不正常,如果在照相机里装上对红外感光的胶片,给皮肤拍照再与正常人的照片对比,可以对疾病作出诊断。这种相机拍出来的照片叫热谱图。 根据红外线的热效应,人们还研究出了红外线夜视仪。红外线夜视仪在漆黑的夜晚也可以发现人的存在。夜间人的体温比周围草木或建筑的温度高,人体辐射出来的红外线就比他们强。可以帮助人们在夜间进行观察、搜索、瞄准和驾驶车辆等。 物体在辐射红外线的同时,也在吸收红外线。各种物体吸收了红外线以后温度就会升高。我们就可以利用红外线的热效应来加热物品。家庭用的红外线烤箱,浴室用的暖灯,也就是浴霸等等。物体加热可以利用红外线烘干汽车表面的喷漆,烘干稻谷等作物。 在医学上,还可以利用红外线的热效应进行理疗。在红外线照射下,组织温度升高,血流加快,物质代谢增强,组织细胞活力及再生能力提高。伤口就容易痊愈。 ②穿透能力强的应用: 穿透云雾的能力强(波长较长,易于衍射) ,由于一切物体,都在不停地辐射红外线,并且不同物体辐射红外线的强度不同,利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线,然后用电子仪器对接到的信号进行处理,就可以察知被测物体的形状和特征,这种技术叫做红外线遥感技术,可以用在卫星上勘测地热、寻找水源、监测森林火情、估计农作物的长势和收成。还有我们每天都要关注的天气预报,也是红外线遥感技术。 红外辐射在大气中传播时,由于大气中的气体分子、水蒸汽以及固体微粒、尘埃等物质的吸收和散射作用,使辐射能在传输过程中逐渐衰减。空气中对称的双原于分子,如N2、H2、O2不吸收红外辐射,因而不会造成红外辐射在传输过

红外线传感器的发展及应用

HEFEI UNIVERSITY 红外线传感器的发展及应用 项目名称:红外线传感器的发展及应用 作者姓名: 班级: 1 指导教师:李 完成时间: 2015年6月6日星期六 I

一、简介 红外线传感器是利用红外线的物理性质 来进行测量的传感器。红外线又称红外光, 它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性 质。任何物质,只要它本身具有一定的温度 (高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线 传感器测量时不与被测物体直接接触,因而 不存在摩擦,并且有灵敏度高,反应快等优 点。 红外线传感器包括光学系统、检测元件 和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化(这种变化可能是变大也可能是变小,因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻),通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。 红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。 二、红外传感器的应用 红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。 1、在医学上的应用: 采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图。 应用电路:人体焦耳式体温感测

数字温度传感器

中南林业科技大学涉外学 院 传感器课程设计 题 指导老师向诚 学生姓名王璋娅 学号 20148080 专业班级电子信息工程四班 摘要

目前,单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用,它除了可以测量电信以外,还可以用于温度、湿度等非电信号的测量,能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。本次课程设计,就是用单片机实现温度控制,传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器,但热敏电阻的可靠性差,测量温度准确率低,而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计,主要介绍了一个基于AT89C51单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统,并用LED 数码管显示温度值,易于读数。系统电路简单、操作简便,能任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值,系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。

目录 1. 引言 --------------------------------------------------------------4 2.总体方案设计---------------------------------------------------6 2.1设计要求-------------------------------------------------------6 2.2方案论证-------------------------------------------------------6 2.3 系统整体方案思路 -----------------------------------------7 3.硬件电路设计---------------------------------------------------9 3.1 主控制器系统的设计---------------------------------------11 3.2 温度传感器的设计-----------------------------------------11 3.2.1DS18B20基本介绍----------------------------------------11 3.2.3DS18B20测温原理---------------------------------------12 3.3 温度控制电路的设计--------------------------------------18 3.4 显示电路的设计 ------------------------------------------19 3. 4.1显示电路模块---------------------------------------------19 3.4.2数字显示驱动电路---------------------------------------19 4. 系统的软件设计----------------------------------------------20 5.系统的安装与调试--------------------------------------------22 结论----------------------------------------------------------------23 参考资料---------------------------------------------------------25

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