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来看看温度传感器的十八般武艺

中科院半导体所 来源:SENSOREXPOIOT 作者:SENSOREXPOIOT 2021-06-15 13:38 次阅读

说到温度传感器,小编最近也在关注中。今天,咱们就来探讨下温度传感器吧。

来看看温度传感器的“十八般武艺”:新能源汽车电池保护及充电、额温枪、复印机、自动售货机、电烤箱、冰箱、吹风机、空调、工业、冷链运输车、可穿戴设备等。

这些领域,“预定”温度传感器最有潜力应用

一、新能源汽车用温度传感器

新能源汽车发展如火如荼,互联网公司跨界入局,又给市场增添了活力。电池作为新能源汽车的关键技术之一,其能效与安全问题备受重视。在新能源汽车中,用到温度传感器的地方主要有BMS电池系统、充电枪/充电桩、电动马达等。

➤ BMS电池温度管理系统

电池在一定的温度范围内工作可实现最佳的能源效率,因此需要监测电池温度,防止过热现象,并且这样有助于延长电池寿命并增加安全保障。通常,我们需要在电池本体、接线柱和冷却液等多处安装温度传感器测温。

➤ 充电枪/充电桩温度控制

快速充电被认为是推动电动汽车发展的关键要素之一,借助快速充电技术,充电时间可减少数个小时,但超短充电时间需要超大电流,这给充电桩中的电力电子设备带来很大压力,也让热力监测变得更加至关重要。充电时,充电桩和车辆之间的连接器系统也可能承受高温,为保证安全监测温度并避免过热,充电枪(接线端子)的温度检测、充电桩(接线座)的温度检测、充电桩内IGBT模块的温度检测至关重要。温度传感器必须具有可靠的测量精度和较高的温度公差。

根据使用场景不同,有不同的温度传感器解决方案。以温度传感器领先厂商特普生的产品为例,特普生拥有两套新能源充电枪、充电桩用的温度传感器方案:一个是焊接方案,将传感器直接接触金属部位。一个是薄膜方案,将传感器捆绑与电线线皮上。

➤ 电动马达温度管理系统

电机是新能源汽车的关键部件,持续的工作会使电机内部的温度持续攀升。为了保证零部件的安全及正常稳定的工作,就需要在电机内部安装温度传感器来检测温度。

二、医疗

“打疫苗了吗?”已成为近日大家彼此见面的问候语。

当前正是打疫苗的火爆时期,新冠疫苗正加急运往全国。疫苗需要在低温下保存,由于疫苗研制路线不同,保存和运输要求的温度也不同。美国辉瑞疫苗需在-70℃储存的、美国Moderna疫苗需在-20℃运输的,中国获批使用的灭活疫苗需要2℃~8℃的保存环境。

为保证疫苗的安全,冷链中的低温温度监测成为了不可或缺的一环。温度传感器可放置在疫苗的包装、冷藏箱和冰柜中嵌入小型温度传感器,从而对运输的所有环节进行温度监控。这就对温度传感器的低温量程、稳定性、长久耐用性提出了更高的要求。

例如,贺利氏铂电阻温度传感器就被该领域的厂家优先采用。来看看TA的优势:可在较宽的温度范围内确保测量的精确性和稳定性、在整个设备寿命中都具有高测量精度和低信号漂移、兼顾高机械可靠性和长久耐用性、大规模产能和丰富的经验。

三、暖通应用

现代人过夏天,命都是空调给的。为了保证舒适性和节能,暖通系统对温度传感器的需求越来越大。伴随温度传感器小型化、集成化的趋势,温度传感器通常也与湿度传感器集成起来使用。温度传感器用于暖通领域,有助于节省设备能源成本,准确测量房间内温度变化。

四、智能家居

智能家居让人们的生活更加便利,传感器功不可没,当然也包括温度传感器。例如,在智能家居中安装上非接触温度传感器,可用来检测人体温度,根据人员有无或者人员数量,合理调控空调温度。

这里要提一下欧姆龙MEMS非接触温度传感器D6T系列,这款产品具备高灵敏度、小体积等优点,通过检测人和周边环境之间的温度差和温度变化,可检测到人体温度,并可针对象物进行定点精准检测。

以上是列举的几个温度传感器的典型应用,事实上温度传感器的应用太广泛了,正如文章开头的那样,受智能化的推动,温度传感器的应用领域还在持续扩大中。调研机构Global Market Insights资料显示,2019年全球温度传感器市场规模超过70亿美元,估计从2020年至2026年将以4%的复合年增长率增长。

接下来再来盘点下温度传感器的种类。

细数温度传感器分类及发展趋势

最常见的温度传感器主要分四种,包括热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。这些传感器各有优势。

热电偶由两条不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起,组成回路。热电偶的优势是测温范围广,价格便宜。

热敏电阻是一种温度传感器件,由半导体制成,其电阻随温度而变化,其电阻值也发生变化,对于不同金属来说,温度每变化一度,电阻值变化是不同的,而电阻值又可以直接作为输出信号。优势是体积小,响应快。

电阻温度检测器RTD通常由铂制成,所以RTD也叫铂电阻。RTD与热敏电阻类似,都是电阻随温度而变化,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。不同的是,热敏电阻由半导体材料制成,而RTD则由金属制成。优势是最精确、最稳定。

IC型温度传感器(温度集成电路)是一种数字温度传感器,它有非常线性的电压∕ 电流—温度关系。有些IC传感器甚至有代表温度、并能被微处理器直接读出的数字输出形式。优势是可直接读数。

随着智能家居、新能源汽车、安防应用、健康医疗、可穿戴等终端应用的推动,温度传感器向数字化、小型化、多传感器混合封装等方向发展。

责任编辑:lq6

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原文标题:你不知道的温度传感器“十八般武艺”

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