1. *沒有說明的規格都跟TO18相同
2. 管殼接地
3. SMT16030-18感測器可以在-65℃到+160℃下工作很短一段時間,而不會損壞器件。給定精度僅適用于額定的溫度測量範圍。
4. 總體精度包含所有誤差。
5. 可以使用於-30℃到+100℃之間。
產品描述:SMT160-30感測器是一款有三個端子的,占空比輸出的一體化溫度感測器。其中的兩個端子用來提供5V電壓,另外一個端子輸出載波信號。採用占空比調製信號是因為這樣的輸出在保留類比資訊的情況下,可以被微處理器直接編譯而不需要AD轉換器。SMT160-30溫度感測器(TO18封裝)在-30℃到+100℃的範圍內可獲得的精度可以達到0.7℃,而在-45℃到+130℃的範圍內可獲得的精度為1.2℃。這使得它在與人類相關的需要控制的條件下(氣候控制,食物處理等)非常有用。由於該感測器具有很高的解析度(<0.005K),它非常適合需要進行高精度測量的應用中。
感測器的CMOS輸出可以支援的電纜長度長達20米,所以SMT160-30非常適合遙感和控制方面的應用。
規格詳解:理解各種不同的規格的含義以及它們對精度的影響是非常重要的。SMT160-30是一個通過高電子精度把感測器信號轉化成占空比信號的溫度感測器。在製造的過程中儀器就已經被校準了。
輸出信號
該感測器的輸出信號是一個別明確定義了的取決於溫度的占空比方波信號。由下列等式可知,輸出信號的占空比與溫度呈線性關係:
D.C. = 0.320+0.00470*t
D.C.=占空比
t為攝氏溫度
下麵舉個簡單的例子,如溫度在0℃時:D.C.=0.320即32%
而溫度在130℃時:D.C.=0.931即93.1%。
在感測器的輸出頻率中並不包含溫度資訊。溫度資訊僅僅包含在占空比調製信號中,而且與上面給出的公式一致。輸出信號在低頻處可能會有一定的抖動或者漂移。所以大多數的示波器和計數器並不適合用來校驗這些感測器的精度。占空比信號中包含了溫度資訊,這就保證了所給出的各種(封裝)模式下的感測器的精度。
總體精度
上面提到的等式是定義公式。定義公式的偏移量即被定義為總體精度。當溫度達到100℃以上時,精度將會下降。
非線性特性
SMT160-30的非線性特性指的是在這個的溫度範圍內與最佳直線相比較的偏移量。當溫度範圍在-30℃到100℃之間時,非線性特性在0.2℃以下(TO18封裝)。
長期漂移量
該漂移量與工作環境有很大的關係。在室溫情況下,漂移很小(<0.05℃)。然而,由於機械壓力的改變,在溫度升高時,漂移也會更大。一部分漂移是無法抵消的,所以就產生了非理想狀態下的再現性及長期效果。在溫度超過100℃以後(但還在工作溫度範圍之內),有望使長期漂移量優於0.1℃。
噪點
解析度優於0.005℃。噪點值的標準差(超過20ms的測量週期)低於解析度0.005℃。
時間常數
感測器的時間常數是在不同的工作環境下測得的。
為了將該感測器與其他類型的感測器進行比較,我們對它們進行了相同的測量。感測器的時間常數被定義為當溫度變化到達63%時所需要的時間長度。
下麵涉及到一些難於測量的情況,5%左右的精度是比較合理的估計值。情況僅僅適合TO-18封裝的感測器,而並不適合TO-92,TO-220封裝,也不適合裸片。測量值只取決於測量裝置的物理參數。
| 時間常數 (s)(TO-18) |
安裝在一個恆溫的鋁塊上 (多次測量的平均數) | 0.6 |
在一個充滿了攪拌過的油的浴室里 (多次測量的平均數) | 1.4 |
空氣流通速度為3m/s時 無散熱片 有散熱片 | 13.5 5 |
没有空氣流通時 | 60 180 |
不同環境條件下的時間常數概括
普通操作使用微控制器測量占空比是一種簡便的方法。感測器的輸出端可以直接同微控制器的輸入端相連。微控制器可以通過對感測器的輸出信號進行採樣來獲取占空比信號。如果微控制器不能在感測器輸出的一個週期之內測定精確的溫度值,採樣將會延續多個週期。這種方法利於過濾噪點。由信號處理的理論可得,在感測器信號頻率,採樣速率以及採樣噪點之間有一個固定的比例。該採樣噪點限制了精度,即:Terror= 200 * ts /sqrt(6*tm*tp)
Terror為測量誤差(=採樣噪點的標準差)ts為微控制器的採樣速率tm為全測時間tp為感測器輸出信號的週期
微控制器能夠在高頻的情況下進行採樣,所以採用一個採樣程式就可以在50ms內測量感測器的一個迴圈週期,解析度可達到0.01℃。
注意:以上談及的誤差與感測器本身固有的精度無關。這只是告訴我們在使用微控制器對一個數位信號進行取樣並進行測量時,精度(標準差)會發生怎樣的變化。
關於雜訊保護和怎樣在供電極性錯誤時防止感測器的損壞:
Smartec160-30感測器是基於自由擺動振盪器。供電線上週期性的指標使得振盪器同步,並使溫度讀取產生錯誤。為克服這個問題,曾考慮過在感測器的供電線上使用濾波器。建議是使用下麵給出的RC低通濾波器。另外一個有利條件是感測器供電極性的保護。阻值為220歐姆的電阻將通過感測器的電流控制在25mA左右。在這種電流值時,即使電源極性出現了錯誤,感測器也可能不會損壞。使用軟體可以探測是否有輸出信號即感測器的連接是否正確。請看下圖: