數(shù)字儀表設(shè)計(jì)－復(fù)合式數(shù)字溫度計(jì)

　　一、 前言：

　　在92年SARS及前些年H1N1的虐起，讓全球開(kāi)始注意個(gè)人體溫的量測(cè)，也讓溫度計(jì)廠商賺來(lái)不少生意。而數(shù)字溫度計(jì)依量測(cè)方式不同，可分成直接碰觸式與非接觸感應(yīng)式。

　　直接碰觸式最常見(jiàn)的溫度傳感器有四種：
　　1. 熱電偶溫度傳感器(Thermocouple Sensor)
　　2. 熱敏電阻(Thermistor)
　　3. 電阻式溫度傳感器(Resistance Temperature Detectors;RTD)
　　4. IC集成電路式

　　非接觸式最常見(jiàn)的溫度傳感器有兩種：
　　1. 熱電堆溫度傳感器(Thermopile Sensor)
　　2. 焦電式溫度傳感器(Pyroelectric/Passive Infrared sensor, PIR sensor)：通常應(yīng)用在人體感應(yīng)

　　在工業(yè)中直接碰觸式溫度量測(cè)，常見(jiàn)的有電阻式及熱電偶溫度傳感器，此類精確度高、量測(cè)范圍大、量測(cè)面積小，但并不是每件東西都適合直接碰觸量測(cè)溫度，如：具有腐蝕性溶劑、無(wú)法太靠近或無(wú)法立即量測(cè)(直接碰觸式需要傳導(dǎo)時(shí)間)，所以就會(huì)采用熱電堆溫度傳感器。本文將介紹纮康科技HY11P14混合信號(hào)處理器(Mixed-Signal Microcontroller)，實(shí)現(xiàn)熱電偶及熱電堆溫度傳感器的多種溫度傳感器量測(cè)復(fù)合設(shè)計(jì)。

　　二、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析與考慮：

　　不管是熱電偶或是熱電堆溫度傳感器，都是利用兩個(gè)不同金屬材質(zhì)相接后產(chǎn)生西貝克效應(yīng)(Seebeck Effect)電壓。當(dāng)傳感器在環(huán)境溫度與待測(cè)溫度一樣時(shí)，則熱電壓為零，通常會(huì)用另一個(gè)較低溫的傳感器，感應(yīng)熱電溫度傳感器的環(huán)境溫度，并反推加上熱電溫度傳感器對(duì)應(yīng)電壓，則加上接點(diǎn)電壓稱為冷接點(diǎn)補(bǔ)償(Cold-Junction Compensation)。

　　熱電偶式傳感器在ITS-90 (International Temperature Scale of 1990.)規(guī)范，定義很多種不同金屬材質(zhì)相接組合，其產(chǎn)生電壓及量測(cè)范圍也不同;如下表：

　　每一個(gè)具有溫度的物質(zhì)都會(huì)放射出紅外線的熱幅射量，而此幅射量乃是由物質(zhì)的溫度高低所控制決定。當(dāng)溫度高的物質(zhì)所幅射出的紅外線能量就會(huì)越高，紅外線能量與物質(zhì)溫度成正比。此外每個(gè)物質(zhì)的放射率也有所不同，所以在量測(cè)時(shí)需乘上放射率的系數(shù)。