基礎(chǔ)知識(shí)之溫度傳感器

溫度傳感器是一種用于測(cè)量和檢測(cè)溫度的設(shè)備或傳感器。它能夠?qū)⑽矬w或環(huán)境的溫度轉(zhuǎn)換為可供測(cè)量、記錄或控制的電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。溫度傳感器廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療設(shè)備、家電、汽車(chē)等。溫度傳感器在各個(gè)領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用，幫助監(jiān)測(cè)和控制溫度，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和安全性，同時(shí)也提供數(shù)據(jù)用于分析和決策。

2. 溫度傳感器的分類

熱敏電阻溫度傳感器利用材料的電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度。它使用熱敏電阻材料作為敏感元件，該材料的電阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化。通過(guò)測(cè)量熱敏電阻的電阻值變化，可以確定與溫度相關(guān)的值。熱敏電阻的電阻值隨溫度的升高或降低而呈非線性變化。熱敏電阻溫度傳感器的輸出是模擬信號(hào)，通常需要通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式以進(jìn)行進(jìn)一步的處理和讀取。

熱敏電阻溫度傳感器根據(jù)材料類型和電阻溫度特性的不同，可以分為兩種常見(jiàn)類型：負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻和正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻。

NTC熱敏電阻：NTC熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而下降。常用材料包括氧化鋅、硅酮、鎳鋅等。常用型號(hào)如：NTC103、NTC10D-9、NTC10K、NTC3950、NTC10D-11、NTC10D-20、NTC20D-9、NTC20D-11等。

PTC熱敏電阻：PTC熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而上升。常用材料包括鈷酸鋰、硼硅酸鋅等。常用型號(hào)如：PTC180、PTC1000、PTC1200、PTC1500等。

熱敏電阻溫度傳感器的測(cè)量范圍取決于具體的材料和設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)量范圍可以從低溫度（例如-50°C）到中等溫度（例如+150°C）。

熱敏電阻溫度傳感器的測(cè)量精度受到多個(gè)因素的影響，包括材料特性、電路設(shè)計(jì)和環(huán)境條件等。一般而言，測(cè)量精度可以達(dá)到幾個(gè)小數(shù)點(diǎn)的攝氏度或華氏度。

相對(duì)較小的尺寸和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，便于集成和安裝。

價(jià)格相對(duì)較低，成本效益較高。

快速響應(yīng)時(shí)間和良好的穩(wěn)定性。

精度相對(duì)較低，受到環(huán)境和電路影響較大。

受到溫度漂移和時(shí)效效應(yīng)的影響，需要定期校準(zhǔn)和補(bǔ)償，可將電阻放入0°冰水進(jìn)行校準(zhǔn)。

測(cè)量范圍較窄，不能適用于極高溫度和極低溫度的測(cè)量。

電阻溫度計(jì)（Resistance Temperature Detector，RTD）利用電阻溫度系數(shù)的特性來(lái)測(cè)量溫度。它使用一種電阻材料（通常是鉑）作為敏感元件，隨著溫度的變化，電阻值相應(yīng)地發(fā)生變化。其電阻值隨溫度的變化呈現(xiàn)線性關(guān)系。根據(jù)電阻與溫度之間的關(guān)系，可以確定與溫度相關(guān)的值。

電阻溫度計(jì)的常見(jiàn)類型是鉑電阻溫度計(jì)，其中最常用的是PT100和PT1000。PT100表示電阻在0°C時(shí)為100歐姆，而PT1000表示電阻在0°C時(shí)為1000歐姆。此外，還有其他材料的電阻溫度計(jì)，如銅、鎳等。常用型號(hào)PT100-3850、PT100-3911、PT100-PTC、PT1000-3851、PT1000-3850等。

電阻溫度計(jì)的測(cè)量范圍取決于具體的型號(hào)和設(shè)計(jì)。一般而言，鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量范圍通常在-200°C至+850°C之間。

電阻溫度計(jì)的測(cè)量精度取決于多個(gè)因素，包括材料的質(zhì)量、線路設(shè)計(jì)、接線電阻和環(huán)境條件等。一般而言，鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量精度可以達(dá)到幾個(gè)小數(shù)點(diǎn)的攝氏度。

高精度和穩(wěn)定性：鉑電阻溫度計(jì)具有較高的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。

寬測(cè)量范圍：能夠覆蓋廣泛的溫度范圍，適用于不同的應(yīng)用需求。

較小的尺寸和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，易于集成和安裝。

相對(duì)較高的成本：與其他溫度傳感器相比，鉑電阻溫度計(jì)的成本較高。

較慢的響應(yīng)時(shí)間：由于電阻的熱容性，鉑電阻溫度計(jì)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，不能實(shí)時(shí)測(cè)量快速變化的溫度。

對(duì)線性化和補(bǔ)償電路的要求：需要使用專門(mén)的線性化和補(bǔ)償電路來(lái)提高測(cè)量精度和抵消線路誤差。

5. 熱電偶溫度傳感器

熱電偶溫度傳感器利用熱電效應(yīng)來(lái)測(cè)量溫度。它由兩種不同金屬導(dǎo)線（通常是鉑和鉑銠合金）焊接在一起形成的熱電接點(diǎn)。當(dāng)熱電偶的一端暴露在被測(cè)溫度下時(shí)，產(chǎn)生的溫差會(huì)在兩個(gè)接點(diǎn)之間形成電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)與接點(diǎn)溫度差以及導(dǎo)線材料的熱電系數(shù)有關(guān)。通過(guò)測(cè)量熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，可以確定與溫度相關(guān)的值。

K型熱電偶：使用鉻和鎳鉻合金作為金屬導(dǎo)線材料。

J型熱電偶：使用鐵和銅鎳合金作為金屬導(dǎo)線材料。

T型熱電偶：使用銅和銅鎳合金作為金屬導(dǎo)線材料。

E型熱電偶：使用鎳鉻和銅鎳合金作為金屬導(dǎo)線材料。

K型熱電偶：適用于測(cè)量溫度范圍從-200°C到+1350°C。

J型熱電偶：適用于測(cè)量溫度范圍從-40°C到+750°C。

T型熱電偶：適用于測(cè)量溫度范圍從-200°C到+350°C。

E型熱電偶：適用于測(cè)量溫度范圍從-200°C到+900°C。

熱電偶的測(cè)量精度取決于多個(gè)因素，包括材料的質(zhì)量、接頭的焊接技術(shù)、電纜長(zhǎng)度和環(huán)境條件等。通常，熱電偶的測(cè)量精度可以達(dá)到幾個(gè)小數(shù)點(diǎn)的攝氏度或華氏度。

寬工作溫度范圍：熱電偶能夠在極低溫度和極高溫度環(huán)境下工作，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。

耐用性和穩(wěn)定性：熱電偶具有較高的耐用性和穩(wěn)定性，能夠在惡劣的工作條件下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

快速響應(yīng)：熱電偶具有快速的溫度響應(yīng)速度，能夠快速捕捉溫度變化。

較低的靈敏度：相對(duì)于其他溫度傳感器，熱電偶的靈敏度較低，需要一定的放大和補(bǔ)償電路來(lái)提高測(cè)量精度。

需要冷端補(bǔ)償：熱電偶的測(cè)量結(jié)果受到冷端溫度的影響，需要進(jìn)行冷端補(bǔ)償以減小誤差。

較大的響應(yīng)時(shí)間：由于熱電偶的熱容性較大，其響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，不能實(shí)時(shí)測(cè)量快速變化的溫度。

6. 紅外溫度傳感器

紅外溫度傳感器基于物體的熱輻射特性。物體在一定溫度下會(huì)發(fā)出紅外輻射，傳感器通過(guò)紅外線傳感器接收物體發(fā)出的紅外輻射能量，并將其轉(zhuǎn)換為與物體表面溫度相關(guān)的電信號(hào)。這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程利用了熱電效應(yīng)或紅外吸收的原理。

紅外溫度傳感器可以分為點(diǎn)式紅外溫度傳感器和成像紅外溫度傳感器兩類。

點(diǎn)式紅外溫度傳感器：它通過(guò)一個(gè)小的視場(chǎng)角測(cè)量單個(gè)點(diǎn)或小區(qū)域的溫度。常見(jiàn)的點(diǎn)式傳感器包括熱電偶式傳感器、熱電阻式傳感器和熱敏電阻式傳感器。常用型號(hào)如：MLX90614、AMG8833、TMP006、G5TAR、D6T、Grove - Infrared Temperature Sensor等。

成像紅外溫度傳感器：它可以獲取整個(gè)區(qū)域的溫度分布，并生成熱圖像。常見(jiàn)的成像傳感器包括紅外熱像儀和紅外熱成像相機(jī)。如：FLIR ONE Pro、Seek Thermal Compact Pro、Hti HT-175、Testo 872等。

點(diǎn)式傳感器的測(cè)量范圍在-50°C至+2000°C之間。

成像傳感器的測(cè)量范圍在-40°C至+2000°C之間。

點(diǎn)式傳感器的測(cè)量精度可達(dá)到±0.5°C或更高。

而成像傳感器的測(cè)量精度可達(dá)到±2°C或更高。

非接觸測(cè)量：無(wú)需物理接觸目標(biāo)物體，減少了污染和交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。

快速響應(yīng)：傳感器能夠快速獲取溫度值，適用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和快速反應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景。

寬測(cè)量范圍：能夠測(cè)量從極低溫度到極高溫度的范圍，滿足不同應(yīng)用的需求。

多樣化應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、醫(yī)療、建筑、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

測(cè)量目標(biāo)的要求：目標(biāo)物體的表面特性（如反射率、發(fā)射率）會(huì)影響測(cè)量精度，需要進(jìn)行校準(zhǔn)和適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。

需要考慮環(huán)境因素：大氣濕度、粉塵、煙霧等環(huán)境因素可能對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，需要適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償和防護(hù)措施。

7. 半導(dǎo)體溫度傳感器

半導(dǎo)體溫度傳感器是利用半導(dǎo)體材料的電特性隨溫度變化而變化來(lái)測(cè)量溫度的傳感器。它使用半導(dǎo)體材料中的溫度相關(guān)的電阻、電壓或電流來(lái)確定溫度值。根據(jù)具體的設(shè)計(jì)，半導(dǎo)體溫度傳感器可以利用PN結(jié)、熱敏電阻效應(yīng)、反向熱電效應(yīng)等原理工作。

常見(jiàn)的半導(dǎo)體溫度傳感器包括硅基和藍(lán)寶石基的溫度傳感器。

硅基溫度傳感器：基于硅材料的溫度特性，常見(jiàn)的型號(hào)包括LM35、DS18B20等。

藍(lán)寶石基溫度傳感器：基于藍(lán)寶石材料的溫度特性，常見(jiàn)的型號(hào)包括FLINTEC的系列傳感器。

半導(dǎo)體溫度傳感器的測(cè)量范圍取決于具體的型號(hào)和設(shè)計(jì)。一般而言，硅基溫度傳感器的測(cè)量范圍通常在-55°C至+150°C之間，藍(lán)寶石基溫度傳感器的測(cè)量范圍可以更廣，可達(dá)-200°C至+1000°C之間。

半導(dǎo)體溫度傳感器的測(cè)量精度受到多個(gè)因素的影響，包括制造工藝、環(huán)境條件和供電電壓等。一般而言，硅基溫度傳感器的測(cè)量精度可以達(dá)到幾個(gè)小數(shù)點(diǎn)的攝氏度，而藍(lán)寶石基溫度傳感器的測(cè)量精度通常較高。

快速響應(yīng)和高靈敏度：半導(dǎo)體溫度傳感器響應(yīng)時(shí)間較短，能夠快速捕捉溫度變化。

較小的尺寸和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，便于集成和安裝。

價(jià)格相對(duì)較低，成本效益較高。

受到供電電壓波動(dòng)的影響，需要穩(wěn)定的供電電壓。

一些半導(dǎo)體溫度傳感器對(duì)環(huán)境的濕度和化學(xué)物質(zhì)敏感，需要適當(dāng)?shù)沫h(huán)境保護(hù)措施。

測(cè)量范圍相對(duì)較窄，不能適用于極高溫度和極低溫度的測(cè)量。

8. 如何應(yīng)用溫度傳感器

溫度傳感器在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

1.溫度監(jiān)測(cè)和控制：溫度傳感器用于測(cè)量和監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，幫助實(shí)現(xiàn)溫度控制和調(diào)節(jié)。適用于家庭、辦公室、商業(yè)建筑和工業(yè)場(chǎng)所等。

2.家電和空調(diào)系統(tǒng)：溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于家電產(chǎn)品如冰箱、烤箱、洗衣機(jī)等，以及空調(diào)系統(tǒng)中，用于監(jiān)測(cè)和控制溫度。

3.汽車(chē)和交通工具：溫度傳感器用于測(cè)量引擎溫度、冷卻系統(tǒng)溫度和車(chē)內(nèi)溫度。有助于監(jiān)測(cè)和控制溫度，確保車(chē)輛的安全性和性能。

4.醫(yī)療設(shè)備：溫度傳感器在醫(yī)療設(shè)備中起著重要作用，用于測(cè)量體溫、環(huán)境溫度和液體溫度。廣泛應(yīng)用于體溫計(jì)、輸液設(shè)備、手術(shù)室和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備等。

5.食品和飲料行業(yè)：溫度傳感器在食品和飲料行業(yè)中用于監(jiān)測(cè)和控制食品加工、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中的溫度。確保食品安全和質(zhì)量控制。

6.熱水器和供暖系統(tǒng)：溫度傳感器用于測(cè)量熱水器、供暖系統(tǒng)和熱交換器中的水溫和供暖系統(tǒng)溫度，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓岷凸?jié)能控制。

7.氣象站和環(huán)境監(jiān)測(cè)：溫度傳感器在氣象站和環(huán)境監(jiān)測(cè)中用于測(cè)量室內(nèi)外溫度、土壤溫度和水體溫度。幫助記錄氣象數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。

9. 主要的溫度傳感器供應(yīng)商

1.honeywell (霍尼韋爾國(guó)際公司)

2.泰科 (泰科電子有限公司)

3.TI (德州儀器公司)

4.ST (意法半導(dǎo)體有限公司)

5.OMRON (歐姆龍公司)

6.Panasonic (松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社)

7.Amphenol (安費(fèi)諾集團(tuán))

8.NXP (恩智浦半導(dǎo)體有限公司)

9.Sensirion (Sensirion公司)

10.Maxim (美信集成產(chǎn)品公司)

11.ANLOK (安納洛格設(shè)備公司)

12.Microship (微芯科技公司)

13.Siemens (西門(mén)子公司)

14.Emerson (艾默生電氣公司)

10. 常用的溫度傳感器介紹

DS18B20

簡(jiǎn)介：

DS18B20是一種數(shù)字溫度傳感器，采用單總線接口，可直接與微控制器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。它具有高精度的溫度測(cè)量能力和多功能特性，適用于各種應(yīng)用領(lǐng)域。

測(cè)溫范圍：

DS18B20的測(cè)溫范圍廣泛，通常為-55°C至+125°C。某些型號(hào)的DS18B20還可以支持更廣的測(cè)溫范圍，例如-40°C至+125°C。

精度：

DS18B20的測(cè)溫精度為±0.5°C，在大多數(shù)應(yīng)用中能夠提供可靠的溫度測(cè)量結(jié)果。

分辨率：

DS18B20具有可編程分辨率功能，可以根據(jù)需要調(diào)整測(cè)量精度和響應(yīng)時(shí)間。它支持9位、10位、11位或12位的分辨率設(shè)置，默認(rèn)分辨率為12位。

功耗：

DS18B20具有低功耗特性，在溫度轉(zhuǎn)換過(guò)程中的功耗很低。在非轉(zhuǎn)換狀態(tài)下，它進(jìn)入休眠模式以節(jié)省能量。

接口：

DS18B20采用單總線接口，即通過(guò)一個(gè)引腳進(jìn)行通信和供電。這使得DS18B20的布線和連接非常方便，只需要一個(gè)GPIO引腳即可完成通信。

封裝：

DS18B20有多種封裝形式可供選擇，最常見(jiàn)的是TO-92封裝，也有其他封裝形式如DS18B20-PAR（有保護(hù)外殼）和DS18B20-TO-92（帶引腳套筒）等。

LM35

簡(jiǎn)介：

LM35是一種模擬輸出的溫度傳感器，具有線性輸出與溫度成比例的特點(diǎn)。它可以直接測(cè)量環(huán)境溫度并輸出對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，廣泛應(yīng)用于溫度監(jiān)測(cè)和控制領(lǐng)域。

測(cè)溫范圍：

LM35的測(cè)溫范圍通常為-55°C至+150°C。這使其能夠適應(yīng)廣泛的溫度測(cè)量需求，并覆蓋了許多應(yīng)用場(chǎng)景。

精度：

LM35具有高精度的溫度測(cè)量能力，通?？梢蕴峁?.5°C的測(cè)溫精度。在一些特定型號(hào)中，精度可達(dá)到更高的水平，如±0.25°C。

分辨率：

由于LM35是模擬溫度傳感器，其分辨率受到所連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的影響。通常情況下，它可以提供10位或12位的分辨率。

功耗：

LM35的功耗非常低，通常在工作范圍內(nèi)只消耗幾微安的電流。這使得它適用于功耗要求較低的應(yīng)用場(chǎng)景，并且有助于節(jié)省能源。

接口：

LM35是一款模擬溫度傳感器，輸出為線性電壓信號(hào)。它可以通過(guò)模擬輸入引腳與微控制器或其他模擬電路進(jìn)行連接和讀取。

封裝：

LM35有多種封裝形式可供選擇，常見(jiàn)的封裝類型包括TO-92、SOT-23和SOIC等。這些封裝形式提供了不同的安裝和連接方式，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

PT100

簡(jiǎn)介：

PT100是一種鉑電阻溫度傳感器，使用鉑金材料的電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度。它是工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室中常用的高精度溫度傳感器。

測(cè)溫范圍：

PT100的測(cè)溫范圍通常為-200°C至+850°C，具體范圍可以根據(jù)不同的型號(hào)和規(guī)格進(jìn)行選擇。它能夠適應(yīng)廣泛的溫度測(cè)量需求。

精度：

PT100具有很高的測(cè)溫精度，通?？梢蕴峁?.1°C至±0.3°C的精度范圍。某些型號(hào)的PT100甚至能夠達(dá)到更高的精度級(jí)別。

分辨率：

由于PT100是模擬溫度傳感器，其分辨率取決于所連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。通常情況下，它可以提供12位或更高的分辨率。

功耗：

PT100的功耗相對(duì)較低，通常在幾毫瓦到幾十毫瓦的范圍內(nèi)。具體的功耗取決于使用環(huán)境和電路設(shè)計(jì)。

接口：

PT100通常采用模擬電壓輸出，它的電阻值隨溫度變化而變化，可通過(guò)模擬輸入引腳連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）或測(cè)量電路。

封裝：

PT100有多種封裝形式可供選擇，常見(jiàn)的封裝類型包括玻璃封裝和金屬封裝。它們具有不同的物理特性和安裝方式，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

TMP36

簡(jiǎn)介：

TMP36是一種模擬輸出的溫度傳感器，可直接測(cè)量環(huán)境溫度并輸出與溫度成比例的電壓信號(hào)。它是一種低成本、易于使用的溫度傳感器，適用于各種溫度測(cè)量應(yīng)用。

測(cè)溫范圍：

TMP36的測(cè)溫范圍通常為-40°C至+125°C，適用于常見(jiàn)的溫度測(cè)量需求。

精度：

TMP36通常具有較高的測(cè)溫精度，可以提供±1°C的精度范圍。在一些特定型號(hào)中，精度可能更高。

分辨率：

由于TMP36是模擬溫度傳感器，其分辨率取決于所連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。通常情況下，它可以提供10位或12位的分辨率。

功耗：

TMP36的功耗非常低，通常在幾十微瓦的范圍內(nèi)。這使得它非常適合用于低功耗的應(yīng)用場(chǎng)景，并且有助于節(jié)省能源。

接口：

TMP36是一款模擬溫度傳感器，其輸出為線性電壓信號(hào)。它可以通過(guò)模擬輸入引腳與微控制器或其他模擬電路進(jìn)行連接和讀取。

封裝：

TMP36通常以TO-92封裝形式出現(xiàn)，這是一種常見(jiàn)的封裝形式，方便安裝和連接。

NTC103

簡(jiǎn)介：

NTC103是一種常見(jiàn)的NTC熱敏電阻溫度傳感器，利用材料的電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度。它是一種成本低、響應(yīng)快的溫度傳感器，廣泛應(yīng)用于各種溫度測(cè)量和控制場(chǎng)景。

測(cè)溫范圍：

NTC103的測(cè)溫范圍通常為-40°C至+125°C，適用于常見(jiàn)的溫度測(cè)量需求。也有一些型號(hào)的NTC熱敏電阻提供更廣泛的測(cè)溫范圍選擇。

精度：

NTC103的測(cè)溫精度通常取決于其特性曲線和電路設(shè)計(jì)，精度范圍一般在±1°C至±5°C之間。

分辨率：

NTC103的分辨率主要取決于所連接的測(cè)量電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。通常情況下，它可以提供10位或12位的分辨率。

功耗：

NTC103的功耗非常低，通常在幾毫瓦的范圍內(nèi)。這使得它非常適合用于低功耗和便攜式設(shè)備，有助于節(jié)省能源。

接口：

NTC103一般以兩個(gè)引腳形式出現(xiàn)，其中一個(gè)引腳用于電阻與測(cè)量電路的連接，另一個(gè)引腳用于供電。

封裝：

NTC103有多種封裝形式可供選擇，常見(jiàn)的封裝類型包括玻璃封裝、片狀封裝等。不同的封裝形式適用于不同的安裝和連接方式。

AMG8833

簡(jiǎn)介：

AMG8833是一種紅外溫度傳感器陣列，具有8×8個(gè)獨(dú)立的紅外溫度傳感器，可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)的溫度。它可以實(shí)現(xiàn)非接觸式紅外熱像圖的溫度測(cè)量，適用于許多應(yīng)用領(lǐng)域。

測(cè)溫范圍：

AMG8833的測(cè)溫范圍通常為-20°C至+80°C，適用于常見(jiàn)的溫度測(cè)量需求。

精度：

AMG8833的測(cè)溫精度通常在±2.5°C范圍內(nèi)。精度受到多個(gè)因素的影響，如環(huán)境條件和傳感器校準(zhǔn)等。

分辨率：

AMG8833具有8×8的陣列，每個(gè)像素的分辨率由傳感器自身決定。通常情況下，它可以提供0.25°C至1°C的分辨率。

功耗：

AMG8833的功耗取決于工作模式和采樣頻率等因素。在低功耗模式下，功耗較低，適用于要求節(jié)能的應(yīng)用場(chǎng)景。

接口：

AMG8833通常通過(guò)I2C接口與微控制器或其他設(shè)備進(jìn)行通信。它使用I2C總線來(lái)傳輸溫度數(shù)據(jù)和配置命令。

封裝：

AMG8833一般以表面貼裝封裝（Surface Mount Package）形式出現(xiàn)，常見(jiàn)的封裝類型包括QFN和LGA等。

11. 參考使用案例

NTC熱敏電阻轉(zhuǎn)化為溫度值

NTC熱敏電阻溫度計(jì)算方法，B值法

這里T1和T2指的是K度即開(kāi)爾文溫度，K度=273.15(絕對(duì)溫度)+攝氏度；其中T2=(273.15+25)[通常都是用25℃]

R1是熱敏電阻在T1溫度下的阻值；

R2是熱敏電阻在T2溫度下的標(biāo)稱阻值,T2一般是常溫25℃

B值是熱敏電阻的重要參數(shù)(參考具體型號(hào)熱敏電阻datasheet)

exp是e的n次方；

NTC熱敏電阻隨環(huán)境溫度(T)升高，電阻值(R)會(huì)下降，反之，當(dāng)溫度(T)下降，電阻值(R)會(huì)上升。其對(duì)溫度感應(yīng)非常靈敏，NTC熱敏電阻電路相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，組件精確，可以輕松獲取項(xiàng)目的溫度數(shù)據(jù)，因此廣泛應(yīng)用于各種溫度的感測(cè)與補(bǔ)償中。

常規(guī)NTC熱敏電阻參數(shù)：溫度為(R25℃)時(shí)，阻值為10kΩ，B值(25/85)為3435。溫度為（R25℃）時(shí)，阻值為100kΩ，B值(25/50)為3950

轉(zhuǎn)換代碼如下：

from machine import Pin,ADC
import time
import math

A0 = ADC(0)

temp=1
temp1=1

while True:
    Analogvalue=A0.read_u16()
    print("Analogvalue=",Analogvalue)
    voltage=3.32*float(Analogvalue)/65535
    print("voltage=",voltage)
    Rt=10000*voltage/(3.32-voltage)
    print("Rt=",Rt)

    temp=1/(((math.log(Rt/10000))/3950)+(1/(273.15+25)))
    temp=temp-273.15
    print('temperature=',temp,'c')
    if(temp>34):
        print('hot')
    else:
        print('cold')
    time.sleep(1)

NTC熱敏電阻模擬溫度傳感器模塊：KY-028

KY-028數(shù)字溫度傳感器根據(jù)熱敏電阻測(cè)量溫度變化。該模塊具有數(shù)字和模擬輸出，有一個(gè)電位計(jì)用于調(diào)整數(shù)字接口上的檢測(cè)閾值。注：該模塊不能精準(zhǔn)的測(cè)量溫度，只能測(cè)量溫度相對(duì)變化，可做固定環(huán)境下的溫度報(bào)警器使用。

使用KY-028來(lái)監(jiān)測(cè)溫度變化，調(diào)節(jié)模塊上的可變電阻器使其在正常環(huán)境下報(bào)警輸出引腳輸出為低電平，將傳感器連接到樹(shù)莓派拓展板上。

樹(shù)莓派——-KY-028

3.3——+

GND——G

DO——-GPIO20

A0——-GPIO26(ADC0)

當(dāng)溫度正常時(shí)RGB燈為常綠，oled顯示屏顯示Normal

當(dāng)溫度升高時(shí)發(fā)出報(bào)警信息RGB燈變?yōu)榧t色閃爍，oled顯示屏顯示W(wǎng)arn!!!，同時(shí)蜂鳴器響起

from machine import Pin,ADC,PWM
from oled import oled
from ssd1306 import SSD1306_SPI
from board import pin_cfg
import framebuf
import array
import rp2
import time
import math

D0 = Pin(20,Pin.IN)
A0 = ADC(0)
pwm0 = PWM(Pin(19))      # 從引腳創(chuàng)建 PWM 對(duì)象
pwm0.freq(7000)         # 設(shè)置頻率
pwm0.duty_u16(500)      # 設(shè)置占空比, 范圍 0-65535

status=1
temp=1

NUM_LEDS = 12

#設(shè)置pio工作模式
@rp2.asm_pio(sideset_init=rp2.PIO.OUT_LOW, out_shiftdir=rp2.PIO.SHIFT_LEFT, autopull=True, pull_thresh=24)


def ws2812():
    T1 = 2
    T2 = 5
    T3 = 3
    wrap_target()
    label("bitloop")
    out(x, 1)               .side(0)    [T3 - 1]
    jmp(not_x, "do_zero")   .side(1)    [T1 - 1]
    jmp("bitloop")          .side(1)    [T2 - 1]
    label("do_zero")
    nop()                   .side(0)    [T2 - 1]
    wrap()

#使用 ws2812 程序創(chuàng)建狀態(tài)機(jī)，輸出到 Pin(22)上。
sm = rp2.StateMachine(0, ws2812, freq=8_000_000, sideset_base=Pin(18))

# 啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)，它將等待其FIFO上的數(shù)據(jù)。
sm.active(1)

# 通過(guò)一系列 LED RGB 值在 LED 上顯示圖案。
ar = array.array("I", [0 for _ in range(NUM_LEDS)])

while True:
    Analogvalue=A0.read_u16()#讀取ADC值
    voltage=3.3*float(Analogvalue)/65535#將ADC值轉(zhuǎn)換為電壓值
    status=D0.value()
    oled.fill(0)
    oled.show()#oled清屏
    if(status==1):#報(bào)警狀態(tài)
        pwm0.freq(7000)
        pwm0.duty_u16(500)#使蜂鳴器響起
        print('Warn!!!')
        oled.text("Warn!!!",35,20)
        oled.show()
        for j in range(NUM_LEDS):
            ar[j]=3840
        sm.put(ar, 8)
        time.sleep(0.4)
        for j in range(NUM_LEDS):
            ar[j]=0
        sm.put(ar, 8)
        time.sleep(0.4)
    else:#正常狀態(tài)
        pwm0.deinit()
        print('Normal')
        oled.text("Normal",35,20)
        oled.show()
        for j in range(NUM_LEDS):
            ar[j]=983040
        sm.put(ar, 8)
    time.sleep(1)

火焰紅外傳感器KY-026

KY-026火焰?zhèn)鞲衅髂K可檢測(cè)火災(zāi)發(fā)出的紅外光。該模塊具有數(shù)字和模擬輸出以及用于調(diào)節(jié)靈敏度的電位計(jì)。常用于火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)。注：該模塊只可監(jiān)測(cè)火焰的紅外光，不能測(cè)出準(zhǔn)確的溫度值

使用KY-026來(lái)監(jiān)測(cè)火災(zāi)的發(fā)生，調(diào)節(jié)模塊上的可變電阻器使其在正常環(huán)境下報(bào)警輸出引腳輸出為低電平，將傳感器連接到樹(shù)莓派拓展板上。

樹(shù)莓派——-KY-028

3.3——+

GND——G

DO——-GPIO20

A0——-GPIO26(ADC0)

當(dāng)溫度正常時(shí)RGB燈為常綠，oled顯示屏顯示Normal

當(dāng)溫度升高時(shí)發(fā)出報(bào)警信息RGB燈變?yōu)榧t色閃爍，oled顯示屏顯示Fire!!!，同時(shí)蜂鳴器響起

from machine import Pin,ADC,PWM
from oled import oled
from ssd1306 import SSD1306_SPI
from board import pin_cfg
import framebuf
import array
import rp2
import time
import math

D0 = Pin(20,Pin.IN)
A0 = ADC(0)
pwm0 = PWM(Pin(19))      # 從引腳創(chuàng)建 PWM 對(duì)象
pwm0.freq(7000)         # 設(shè)置頻率
pwm0.duty_u16(500)      # 設(shè)置占空比, 范圍 0-65535

status=1
temp=1

NUM_LEDS = 12

#設(shè)置pio工作模式
@rp2.asm_pio(sideset_init=rp2.PIO.OUT_LOW, out_shiftdir=rp2.PIO.SHIFT_LEFT, autopull=True, pull_thresh=24)


def ws2812():
    T1 = 2
    T2 = 5
    T3 = 3
    wrap_target()
    label("bitloop")
    out(x, 1)               .side(0)    [T3 - 1]
    jmp(not_x, "do_zero")   .side(1)    [T1 - 1]
    jmp("bitloop")          .side(1)    [T2 - 1]
    label("do_zero")
    nop()                   .side(0)    [T2 - 1]
    wrap()

#使用 ws2812 程序創(chuàng)建狀態(tài)機(jī)，輸出到 Pin(22)上。
sm = rp2.StateMachine(0, ws2812, freq=8_000_000, sideset_base=Pin(18))

# 啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)，它將等待其FIFO上的數(shù)據(jù)。
sm.active(1)

# 通過(guò)一系列 LED RGB 值在 LED 上顯示圖案。
ar = array.array("I", [0 for _ in range(NUM_LEDS)])

while True:
    Analogvalue=A0.read_u16()#讀取ADC值
    voltage=3.3*float(Analogvalue)/65535#將ADC值轉(zhuǎn)換為電壓值
    status=D0.value()
    oled.fill(0)
    oled.show()#oled清屏
    if(status==1):#報(bào)警狀態(tài)
        pwm0.freq(7000)
        pwm0.duty_u16(500)#使蜂鳴器響起
        print('Fire!!!')
        oled.text("Fire!!!",35,20)
        oled.show()
        for j in range(NUM_LEDS):
            ar[j]=3840
        sm.put(ar, 8)
        time.sleep(0.4)
        for j in range(NUM_LEDS):
            ar[j]=0
        sm.put(ar, 8)
        time.sleep(0.4)
    else:#正常狀態(tài)
        pwm0.deinit()
        print('Normal')
        oled.text("Normal",35,20)
        oled.show()
        for j in range(NUM_LEDS):
            ar[j]=983040
        sm.put(ar, 8)
    time.sleep(1)

半導(dǎo)體溫度傳感器DS18B20

使用RP2040驅(qū)動(dòng)DS18B20的示例

import machine
import onewire
import ds18x20
import time

# 定義連接到DS18B20數(shù)據(jù)線的引腳
data_pin = machine.Pin(2)

# 創(chuàng)建單總線類
ow = onewire.OneWire(data_pin)

# 創(chuàng)建DS18B20類
temp_sensor = ds18x20.DS18X20(ow)

# 掃描OneWire總線上的DS18B20器件
devices = temp_sensor.scan()

if len(devices) == 0:
    print("No DS18B20 devices found")
else:
    print("Found", len(devices), "DS18B20 device(s)")
    print("Device addresses:", devices)

while True:
    # 執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換和讀取溫度
    temp_sensor.convert_temp()
    time.sleep_ms(750)  # 等待轉(zhuǎn)換完成

    for device in devices:
        temperature = temp_sensor.read_temp(device)
        print("Temperature:", temperature, "°C")

    time.sleep(1)  # 等待 1 秒，然后進(jìn)行下一次讀數(shù)

數(shù)字溫度傳感器TCN75A

TCN75AVUA是一種溫度傳感器芯片其測(cè)溫物理原理基于熱敏電阻原理。

在TCN75AVUA芯片中，使用了一種稱為負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻。

NTC熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而下降，而在溫度下降時(shí)電阻值則上升。

該芯片中的熱敏電阻與溫度敏感元件組成一個(gè)溫度敏感電路。

在特定的溫度下，電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓與溫度成比例。

芯片內(nèi)部的模擬電路和ADC將該電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字值，這個(gè)數(shù)字值就代表測(cè)量到的溫度。

由芯片TCN75A設(shè)計(jì)了一款數(shù)字溫度傳感器，該傳感器使用I2C通信，可直接讀取溫度。

from machine import I2C,Pin
import math
import time

# I2C 地址
TCN75A = 0x48

#I2C設(shè)備內(nèi)部寄存器
TA = 0x00#溫度寄存器地址
CONFIG = 0x01#配置寄存器地址
THYST = 0x02#溫度報(bào)警下限地址
TSET = 0x03#溫度報(bào)警上限地址

#常用參數(shù)
Temp_9bit = 0x00#設(shè)置溫度精度為0.5 C
Temp_10bit = 0x20#設(shè)置溫度精度為0.25 C
Temp_11bit = 0x40#設(shè)置溫度精度為0.125 C
Temp_12bit = 0x60#設(shè)置溫度精度為0.0625 C
Comparator = 0x00#設(shè)置報(bào)警輸出為比較器模式
Interrupt = 0x02#設(shè)置報(bào)警輸出為中斷模式
Alert_high = 0x04#設(shè)置報(bào)警輸出為高
Alert_low = 0x00#設(shè)置報(bào)警輸出為低


code=0
temp=0
#初始化I2C
i2c = I2C(id=0,scl=Pin(21),sda=Pin(20),freq=50_000)

#向指定寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)
def reg_write(i2c, addr, reg, data):
    # Construct message
    msg = bytearray()
    msg.append(data)

    i2c.writeto_mem(addr, reg, msg)

#從指定寄存器中讀取指定字節(jié)的數(shù)據(jù)
def reg_read(i2c, addr, reg, nbytes):

    data = i2c.readfrom_mem(addr, reg, nbytes)
    return data

#讀取總線上掛載的I2C設(shè)備并返回其地址
addr_list = i2c.scan()
print(addr_list)

reg_write(i2c,TCN75A,TA,Temp_12bit)#設(shè)置溫度精度

while True:
    code=reg_read(i2c,TCN75A,TA, 2)
    temp=code[0]+code[1]*0.00390625#將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為溫度
    print("Temperature = "+str(temp)+" C")
    time.sleep(1)