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Labjack系列數(shù)據(jù)采集卡用溫度傳感器測(cè)量溫度的案例

溫度測(cè)量是數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)最常見和最重要的功能之一。通過多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),，LabJack 已經(jīng)能夠考慮到 LabJack 產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,。因此：
?LabJack 工程師提供完整的溫度傳感器應(yīng)用說明庫(kù)，包括特定的熱電偶應(yīng)用說明,。這些說明為我們系列中的每臺(tái)設(shè)備提供了易于遵循的設(shè)置和故障排除指南,。   
?選擇 LabJack 型號(hào) 可以放大熱電偶產(chǎn)生的微小電壓，以立即顯示最準(zhǔn)確的溫度讀數(shù),。

概述
如果您在 -50 至 +150 °C 的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量,，請(qǐng)考慮使用硅溫度傳感器。它們通常是最便宜的解決方案,、最簡(jiǎn)單的解決方案和最準(zhǔn)確的解決方案,。
除了硅傳感器，熱電偶通常是最佳選擇,。請(qǐng)參閱熱電偶應(yīng)用說明,。
當(dāng)您查看原始規(guī)格時(shí)，熱敏電阻和 RTD 似乎非常準(zhǔn)確,，但這只是電阻與溫度的準(zhǔn)確度?？赡茈y以以足夠的精度測(cè)量該電阻以達(dá)到傳感器元件本身規(guī)定的精度,。
數(shù)字傳感器與模擬硅型傳感器具有相似的范圍限制，并且是一個(gè)很好的解決方案,，具體取決于 LabJack 和軟件計(jì)劃,。T4 和 T7 在硬件上對(duì) SBUS 傳感器（EI-1050、SHT1x,、SHT7x）具有高級(jí)支持,，因此可以輕松地在任何軟件中讀取溫度和濕度。較舊的設(shè)備（U12,、U3,、U6、UE9）通過軟件提供高級(jí)支持,，因此需要一個(gè)軟件應(yīng)用程序來(lái)對(duì) UD 或 U12 庫(kù)進(jìn)行特定調(diào)用,。其他使用 SPI,、I2C、Asynch 或 1-Wire 的傳感器也是一種選擇,，但需要軟件應(yīng)用程序?qū)?LJM,、UD 或 U12 庫(kù)進(jìn)行特定調(diào)用。
硅溫度傳感器（模擬）
在 -50 至 +150 °C 的范圍內(nèi),，模擬硅溫度傳感器通常比其他類型的溫度傳感器更便宜,、更易于使用且更準(zhǔn)確。無(wú)需額外組件或使用最少的額外組件,，它們可提供直接連接到 LabJack 模擬輸入的高電平線性電壓輸出,。
使用任何 LabJack 都可以輕松獲取來(lái)自硅傳感器的信號(hào)。
以下是采用通孔式封裝的硅模擬輸出溫度傳感器,，便于焊接到電纜末端,。如果您考慮數(shù)字輸出傳感器和/或表面貼裝封裝，您可以找到更好的傳感器：
EI-1034：由 Electronic Innovations 制造并由 LabJack 銷售的硅基溫度探頭,。它使用 National Semiconductor 的 LM34CAZ 傳感器元件和一個(gè)從信號(hào)到地的 10k 負(fù)載電阻,。LM34 提供易于使用的 10 mV/°F。5V/0V 電源的范圍為 -17 至 +110 °C（0 至 230 °F）,。精度（最大值）在室溫下為 +/-0.56 °C (+/-1.0 °F),，在整個(gè)范圍內(nèi)為 +/-1.1 °C (+/-2 °F)?？绶秶姆蔷€性最大為 +/-0.3 °C (+/-0.6 °F),，因此簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)可以提供更準(zhǔn)確的測(cè)量。組件有一根 6 英尺長(zhǎng)的電纜,，如果您添加 10k 串聯(lián)電阻器以防止振蕩,，則可以延長(zhǎng)至 25 英尺或更長(zhǎng)。使用 6" x 0.25" 防水不銹鋼探頭,。
EI-1022：由 Electronic Innovations 制造并由 LabJack 銷售的硅基溫度探頭,。它使用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的 LM335A 傳感器元件和 2k 電流設(shè)置電阻。LM335A 提供易于使用的 10 mV/°K,。5V/0V 電源的范圍為 -40 至 +100 °C（-40 至 212 °F）,。精度（最大值）在室溫下為 +/-3 °C (+/-5.4 °F)，在整個(gè)范圍內(nèi)為 +/-5 °C (+/-11 °F),。整個(gè)范圍內(nèi)的非線性最大為 +/-1.5 °C (+/-2.7 °F),，因此簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)可以提供更準(zhǔn)確的測(cè)量。組件有一根 6 英尺長(zhǎng)的電纜,，無(wú)需添加任何組件即可延長(zhǎng)至更長(zhǎng)的距離,。使用 4" x 0.25" 塑料探頭。
LM34CAZ：具有 10 mV/°F 輸出的 TO-92 封裝,。從LabJack , 和別的,。5V/0V 電源的范圍為 -17 至 +110 °C（0 至 230 °F）,。精度（最大值）在室溫下為 +/-0.56 °C (+/-1.0 °F)，在整個(gè)范圍內(nèi)為 +/-1.1 °C (+/-2 °F),?？绶秶姆蔷€性最大為 +/-0.3 °C (+/-0.6 °F)，因此簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)可以提供更準(zhǔn)確的測(cè)量,。對(duì)于低至 -40 °C (-40 °F) 的溫度,，您需要在信號(hào)輸出上添加負(fù)偏置（在 U6/T7 上，您可以使用 220k 下拉至 VM-）,。請(qǐng)注意,，即使您想以攝氏度為單位進(jìn)行測(cè)量，LM34 也比 LM35 好,，因?yàn)槟诿總€(gè)溫度下獲得的電壓更高（18 mV/°C 對(duì) 10 mV/°C）并且您可以使用單電源測(cè)量更低的電壓（-17 °C 與 +1 °C）,。無(wú)論電纜長(zhǎng)度如何，我們始終建議在 Vout 和 GND 之間使用一個(gè) 10k 的電阻（最好就在傳感器上）,，這通常適用于長(zhǎng)達(dá) 25 英尺的電纜,。超過 25 英尺見“
LM34AH：具有 10 mV/°F 輸出的 TO-46 封裝。從Digikey購(gòu)買和別的,。5V/0V 電源的范圍為 -17 至 +150 °C（0 至 300 °F）,。精度（最大值）在室溫下為 +/-0.56 °C (+/-1.0 °F)，在整個(gè)范圍內(nèi)為 +/-1.1 °C (+/-2 °F),。整個(gè)范圍內(nèi)的非線性最大為 +/-0.4 °C (+/-0.7 °F),，因此簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)可以提供更準(zhǔn)確的測(cè)量。對(duì)于低至 -40 °C (-40 °F) 的溫度,，您需要在信號(hào)輸出上添加負(fù)偏置（在 U6/T7 上,，您可以使用 220k 下拉至 VM-）。請(qǐng)注意,，即使您想以攝氏度為單位進(jìn)行測(cè)量,，LM34 也比 LM35 好，因?yàn)槟诿總€(gè)溫度下獲得的電壓更高（18 mV/°C 對(duì) 10 mV/°C）并且您可以使用單電源測(cè)量更低的電壓（-17 °C 與 +1 °C）,。無(wú)論電纜長(zhǎng)度如何，我們始終建議在 Vout 和 GND 之間使用一個(gè) 10k 的電阻（最好就在傳感器上）,，這通常適用于長(zhǎng)達(dá) 25 英尺的電纜,。超過 25 英尺見“LM135A：具有 10 mV/°K 輸出的 TO-46 封裝。從Digikey和其他公司購(gòu)買,。5V/0V 電源的范圍為 -55 至 +150 °C（-67 至 300 °F）,。精度（最大值）在室溫下為 +/-1.0 °C (+/-1.8 °F)，在整個(gè)范圍內(nèi)為 +/-2.7 °C (+/-4.9 °F),。整個(gè)范圍內(nèi)的非線性最大為 +/-0.5 °C (+/-0.9 °F),，因此簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)可以提供更準(zhǔn)確的測(cè)量,。可以使用很長(zhǎng)的電纜,，無(wú)需添加任何組件,。其他傳感器是三端串聯(lián)傳感器，但LM135A是二端分流傳感器,，需要一個(gè)電阻來(lái)控制電流（可能需要考慮自熱）,。
LM60BIZ：TO-92 封裝，具有 6.25 mV/°C 輸出（加上 0.424V 偏移）,。從Digikey和其他公司購(gòu)買,。5V/0V 電源的范圍為 -40 至 +125 °C（-40 至 230 °F）。在 -25 至 +125 °C 范圍內(nèi),，精度（最大值）為 +/-3 °C (+/-5.4 °F),。整個(gè)范圍內(nèi)的非線性最大為 +/-0.6 °C (+/-1.1 °F)，因此簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)可以提供更準(zhǔn)確的測(cè)量,。指定用于不添加組件的長(zhǎng)電纜,。
LMT70：不友好的 DSBGA 封裝，但精度和范圍都很好,。該傳感器采用 2.0V 至 5.5V 電源供電,，輸出 1400 mV 至 300 mV，對(duì)應(yīng) -55 °C 至 +150 °C,，在整個(gè)范圍內(nèi)的精度為 +/-0.36 °C,。將電壓轉(zhuǎn)換為溫度需要線性插值或三階方程，但計(jì)算機(jī)不關(guān)心這些,。  Maleetronic 銷售一種柔性探針載體,，可以更輕松地連接電線。LMT70 數(shù)據(jù)表稱它在高達(dá) 1 nF 的容性負(fù)載下穩(wěn)定,。
熱電偶
如果您不能使用硅傳感器,，熱電偶通常是次佳選擇。它們不是特別準(zhǔn)確,，但當(dāng)您測(cè)量數(shù)百度時(shí)通常就可以了,。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱熱電偶應(yīng)用說明,。
熱敏電阻
熱敏電阻通常具有美觀的低成本精度規(guī)格,，但那是電阻與溫度的精度。嘗試以與傳感器規(guī)格的精度相匹配的精度測(cè)量電阻可能很困難,。
建議使用LJTick-Resistance來(lái)處理熱敏電阻,。
T 系列設(shè)備可以使用其熱敏電阻 AIN-EF 功能在硬件中處理熱敏電阻數(shù)學(xué)運(yùn)算。
熱電阻
RTD（PT100,、PT500,、PT1000 等）通常以合理的價(jià)格提供漂亮的精度規(guī)格,，但問題是規(guī)格是小電阻變化隨溫度變化的精度，而不是電壓隨溫度變化的精度硅傳感器或熱電偶,。嘗試以與傳感器規(guī)格的精度相匹配的精度測(cè)量電阻可能很困難,。
建議使用 LJTick-Resistance 來(lái)處理 RTD。每 2 個(gè) RTD 獲得 1 個(gè) LJTR-1k,。
T 系列設(shè)備可以使用其RTD AIN-EF 功能在硬件中處理 RTD 數(shù)學(xué)運(yùn)算,。
數(shù)字傳感器
數(shù)字傳感器與模擬硅傳感器具有相似的范圍限制，并且是一個(gè)很好的解決方案,，具體取決于哪種 LabJack 和軟件計(jì)劃,。除溫度外，數(shù)字傳感器還可用于許多其他參數(shù),，例如濕度,、加速度和光線。
SBUS 是與Sensirion的 SHT1x 和 SHT7x 傳感器一起使用的串行協(xié)議,，用于測(cè)量溫度和濕度,。SBUS 類似于 I2C，但不完全相同,。EI-1050 (EOL)探頭組件使用 SHT11 傳感器和 SBUS,。T4 和 T7在硬件上對(duì) SBUS 傳感器（EI-1050、SHT1x,、SHT7x）具有高級(jí)支持,，因此可以輕松地在任何軟件中讀取溫度和濕度。較舊的設(shè)備（U12,、U3,、U6、UE9）通過軟件提供高級(jí)支持,，因此需要一個(gè)軟件應(yīng)用程序來(lái)對(duì) UD 或 U12 庫(kù)進(jìn)行特定調(diào)用,。
基于 SBUS 的 SHT1x 傳感器的更新替代品是 Sensirion 基于 I2C 的 SHT3x 和 SHT4x 傳感器。我們通過T 系列設(shè)備上的SBUS 接口提供高級(jí) SHT3x 支持,。
所有其他使用同步協(xié)議 SPI（所有設(shè)備）,、I2C（U12 除外）或 1-Wire（U12 除外）的傳感器也是一種選擇，但需要軟件應(yīng)用程序?qū)?LJM,、UD 或 U12 進(jìn)行特定調(diào)用圖書館,。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，SPI 非常容易使用,，I2C 還不錯(cuò)，而 1-Wire 絕對(duì)是最棘手的,。所有設(shè)備還對(duì)異步串行通信提供不同的支持,。這種異步支持與邏輯級(jí) UART 兼容,，并且添加的收發(fā)器電路與 RS-232、RS-485 和 RS-422 兼容,，盡管對(duì)于 RS 協(xié)議,，您通常最好使用支持的特定 USB 加密狗該協(xié)議，除非有充分的理由通過 LabJack,。

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