應(yīng)用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的溫度傳感器目前主要有鉑電阻,熱敏電阻。
基本原理是:阻值隨溫度的變化而變化。只要測量輸出阻值,通過一定的算法,就能夠得到溫度值。
國標(biāo)《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》GB14287-2005中規(guī)定,溫度的報(bào)警值應(yīng)設(shè)定在55℃到140℃,因此,溫度傳感器必須要到達(dá)這個(gè)測量的范圍,目前常用的有鉑電阻和熱敏電阻。三管測溫達(dá)不到140℃,因此很少使用在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中。
1、鉑電阻
鉑電阻具有優(yōu)良的線性,精度非常高,因此廣泛的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。但是鉑電阻價(jià)格比較高,同時(shí)分辨率比較低。在實(shí)際應(yīng)用中,采用電阻橋加放大來測量鉑電阻阻值。同時(shí)為了保證精度,還必須用高精度的參考電源,精密電阻,高位ADC,否則采用鉑電阻就沒有意義了。
總之,采用鉑電阻作為溫度傳感器的硬件復(fù)雜度和成本相對比較高,即使用成本和元器件的本身的成本均比較高。
2、熱敏電阻
熱敏電阻分正溫度系數(shù)的和負(fù)溫度系數(shù)的。
熱敏電阻的優(yōu)點(diǎn)就是分辨率比較高,成本低,但是線性度比較差,測量的精度低。要想提高測量精度,就是必須在軟件上作出相應(yīng)的處理。
3、電阻轉(zhuǎn)換溫度算法
(1)函數(shù)擬合法,根據(jù)傳感器的物理特性,按照一定的函數(shù)來計(jì)算阻值和溫度的對應(yīng)關(guān)系。
(2)查表法,通過函數(shù),事先計(jì)算出阻值和溫度的對應(yīng)關(guān)系。因?yàn)榱斜淼拈L度有一定的限制,精度會有一定的限制。
(3)查表法和函數(shù)擬合法組合。通過事先把測量范圍分成幾段,每一小區(qū)間范圍內(nèi)可以近似的認(rèn)為是線性的。這樣的話,在大的區(qū)間范圍內(nèi)用查表法,同時(shí)采用函數(shù)擬合的方法進(jìn)一步提供精度。
鉑電阻和熱敏電阻對應(yīng)溫度的函數(shù)(曲線)是不一樣的。鉑電阻一般情況下,可以采用函數(shù)擬合的方法計(jì)算出溫度系數(shù)。
在單片機(jī)的系統(tǒng)中,由于資源的限制,一般采用查表法和查表法+函數(shù)擬合的方法,這樣可以降低單片機(jī)的運(yùn)算能力的要求。