智能溫度傳感器

在一些食品加工廠里加工過程中,工人在炒佐料的時候,就需要在不同的時間段里和不同的溫度下混合不同的原材料,然后進(jìn)行不同程度的翻炒,而且在炒制的過程中要對炒鍋的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制,防止炒壞佐料。因此用智能溫度傳感器來進(jìn)行溫度檢測,對于測量車間炒鍋的溫度是否準(zhǔn)確,并在必要的時候進(jìn)行報警,對佐料質(zhì)量的好壞有著重要的關(guān)鍵影響。在以往來看,企業(yè)佐料車間里溫度和時間的控制,我們靠的是人工經(jīng)驗在控制著。這對佐料的質(zhì)量有一定的影響,因為人工憑經(jīng)驗對溫度測量和時間的把握準(zhǔn)確性不是很高,而且還會有誤差,導(dǎo)致炒出來的佐料質(zhì)量參差不齊,沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),影響產(chǎn)品質(zhì)量。我們針對上面的問題,選擇了智能溫度傳感器和儀表組成的一個回路,用來提高準(zhǔn)確測量溫度和報警的目的,這對我們的幫助是很大的。在食品工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域里面,用的最廣泛的溫度傳感器材料就是鉑和銅這兩種:鉑電阻它的精度高,適用于中性和氧化性介質(zhì)的測量,穩(wěn)定性能好,還具有一定的非線性,隨著溫度越高,其電阻變化率也越小;而銅電阻在測溫范圍之內(nèi),它的電阻值和溫度呈一定的線性關(guān)系,溫度線數(shù)大,適用于無腐蝕介質(zhì)測量,超過150度銅電阻容易被氧化。
1、提高測溫精度的分辨力
在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器,采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器,其測溫精度較低,分辨力只能達(dá)到1度。國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器,所用的是9~12位A/D轉(zhuǎn)換器,分辨力一般可達(dá)0.5~0.0625度。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨分智能溫度傳感器,能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù),其分辨力高達(dá)0.03125度,測溫精度為正負(fù)0.2度。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例,它對本地傳感器,每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27US,9US.
2、增加智能溫度傳感器的測試功能
新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強(qiáng)。例如,DS1629型單線溫度傳感增加了實時日歷時鐘(RTC),使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲功能,利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的E2PROM存儲器,可存儲用戶的短信息。另外,智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展,這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。
智能溫度傳感器都具有多種工作模式可供選擇,主要包括單次轉(zhuǎn)換模式,連續(xù)轉(zhuǎn)換模式待機(jī)模式,有的還增加了低溫極限擴(kuò)展模式,操作非常簡便。對某些智能溫度傳感器而言,主機(jī)(外部微器或單片機(jī))還可通過相應(yīng)的寄存器來設(shè)定其A/D轉(zhuǎn)換速率分辨力及最大轉(zhuǎn)換時間。
智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的,典型產(chǎn)品有DS1620,DS1623,TCN75,LM76,MAX6625.智能溫度控制器適配各種微控制器,構(gòu)成智能化溫控系統(tǒng);它們還可以脫離微控制器單獨工作,自行構(gòu)成一個溫控儀。
3、溫度傳感器總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化
智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,所采用的總線主要有單線(1-WIRE)總線,I2C總線,SMBUS總線和SPI總線。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。
Σ-Δ式A/D轉(zhuǎn)換器不僅能濾除量化噪聲,而且對外圍元件的精度要求低。為了避免在溫控系統(tǒng)受到噪聲干擾時產(chǎn)生誤動作,在智能溫度傳感器的內(nèi)部,都設(shè)置了一個可編程的“故障排隊(faultqueue)”計數(shù)器,專用于設(shè)定允許被測溫度值超過上、下限的次數(shù)。僅當(dāng)被測溫度連續(xù)超過上限或低于下限的次數(shù)達(dá)到或超過所設(shè)定的次數(shù)n(n=1~4)時,才能觸發(fā)中斷端。
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