新型温度传感器的研究与发展

方法有两种：

　　脉冲法测量 如果扬声器与收音器间的距离为l，传播的时间为τ，则可依据u=l／τ，求得u。当测量场所有风时，若直接测量声速将产生误差。在这种情况下，将扬声器与收音器交换测量，选用两者的平均速度更为准确。

　　共振法测量 利用共振频率f=u/l可求得u。

　　固体超声波温度计

　　利用声波在固体中传播速度，随温度而变化的温度计称为固体超声波温度计。由于声波在固体中传播时，声速的灵敏度随温度的升高而增大，因此，这种温度计更适用于高温测量。

　　核四级共振温度计 (NQR温度计)

　　核磁共振是原子核系统的磁共振。具有核自旋的物质处于静磁场中，当在静磁场垂直方向加电磁波时，将对某频率的电磁波产生吸收现象即为核磁共振。氯酸钾KCIO3晶体中核自旋具有电四极矩的CI35原子核，在轴对称电场梯度中，自旋产生能级跃迁，出现吸收电磁波的现象，称核四级共振。利用共振吸收频率随温度升高而减少的特性制成的温度计，称为核四级共振温度计。该温度计可以作为标准温度计或高精度实用温度计。

　　NQR温度计的特性

　　高准确度、高分辨率 准确度可达±0.005K；共振吸收频率与温度的相关性好，在室温附近为5kHz/K，分辨率达1mK。

　　不需要分度 温度与吸收频率的关系，只取决于KCIO3的结构，从根本上保证良好的重现性（在6Kz以下）。

　　互换性好 在水三相点其互换性为±10Hz，性能极其优越。

　　输出为频率信号，容易保护高精度 可利用标准电波、电视信号等作高精度的基准信号，便于数字化处理。

　　温度范围广 对于高精度测量适用于室温至低温范围。

　　从检测微弱的吸收信号直到转换成温度，可全部实现自动化。

　　热噪声温度计

　　由于电子的热运动，可在电阻的两端产生由热噪声引起的电位起伏。这种热噪声又称约翰逊噪声，热噪声电压与温度之间存在确定关系。利用热噪声电压与温度的相互关系，可制成热噪声温度计。热噪声温度计具有如下特性：不需要分度；与传感器材料无关，不受压力影响；传感器的阻值几乎不影响测量精度；测温范围广（4-1400K）。

　　因此，热噪声温度计可望成为一种理想的测温方式。然而，热噪声温度计产生的电压信号小，信号处理困难，操作也复杂，至今仍未实用化。

　　半导体集成电路温度传感器

　　众所周知，晶体管的基极 - 发射极的正向压降随着温度的升高而减少。利用P-N结的这一固有特性，可制成温度传感器。AD590集成电路温度传感器就是典型的一种，DS1820则是最新的发展。

　　DSl820智能温度传感器

　　智能温度传感器是在半导体集成温度传感器的基础上发展起来的。其主要优点是采用数字化技术，能以数字形式直接输出被测温度；能够远程传输数据；用户可设定温度上、下限，具有越限自动报警功能；自带总线接口，适配各种微处理器和单片机，便于开发具有一定智能功能的温度测控系统。其中，DS1820就是典型的智能温度传感器。

　　基本特性

　　DSl820是美国生产的可组网数字式温度传感器。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。因体积小、转换快、分辨率高、数字量传输等，使其在多点测温、智能温度检测系统中有着广泛的应用。与其他温度传感器相比，DS1820具有以下特点：

　　● 独特的单线接口方式；

　　● 支持多点组网功能；

　　● 在使用中不需要任何外围元件。

　　● 测温范围为-55~+125℃；

　　● 测量结果以9位数字量方式串行传送。