1、 模拟温度传感器简介 #

温度传感器是检测温度并将其转换为输出信号的组件。温度传感器常见有以下几种：1、热电偶传感器，它是一种感温元件，直接测量温度，并把温度信号转换成温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电压差，这就是所谓的塞贝克效应（Seebeckeffect）。
2、热敏电阻传感器，它主要元件是热敏电阻，当热敏材料周围有热辐射时，它就会吸收辐射热，产生温度升高，引起材料的阻值发生变化。
3、电阻温度检测器（RTD），它通常用铂金、铜或镍。它们的温度系数较大，随温度变化响应快且明显，能够抵抗热疲劳，而且易于加工制造成为精密的线圈。RTD是目前最精确和最稳定的温度传感器。它的线性度优于热电偶和热敏电阻。但RTD也是响应速度较慢而且价格比较贵的温度传感器。因此RTD最适合对精度有严格要求，而速度和价格不太关键的应用领域。
4、集成电路温度传感器，此类传感器又分为（1）模拟集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用集成电路。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一（仅测量温度）、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控测，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
（2）数字输出传感器，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、模拟数字转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU）;并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化和谐也取决于软件的开发水平。

本次实验使用的是热敏电阻型模拟温度传感器。它由半导体材料制成:大多数热敏电阻是负温度系数(NTC)—电阻随温度升高而降低。由于它们的电阻随温度变化剧烈变化,所以热敏电阻是最敏感的温度传感器从技术上讲，热敏电阻是一种电阻器，它的电阻值随温度的变化而变化。将热敏电阻与相应功能的集成电路结合，从而将热敏电阻的电阻值转换为一个相对应的温度值。

热敏电阻的优势在于其低成本。作为一个电阻器，它可以采用极小型两端子封装，并被放置在接线式探针内。热敏电阻的缺点是，只有在很窄的温度范围内，它的输出才是线性和准确的，而在这个范围之外会变得非线性。它的缺点还包括无法预计的故障、抗扰度低和功耗较高。

如下图绘制了三条热敏电阻的输出曲线，偏置电阻分别为1MΩ、35kΩ和10kΩ。在窄温度范围内，每条曲线都是线性的，不过在偏置电阻分别为1MΩ、35kΩ和10kΩ，而温度分别为10ºC、75ºC和50ºC以下时，这三条曲线为非线性。虽然针对特定温度，可以使用专门校准的热敏电阻来实现目标精度，但是校准会使得成本变高。

本实验中模拟温度传感器模块使用NTC（负温度系数）热敏电阻,因此可以对温度进行敏感测量。它还有个内置比较器LM393,可以使模块同时输岀数字和模拟信号。

2、 互动思考：模拟温度传感器的应用 #

模拟温度传感器不会显示确切的被检测温度，而是显示温度变化趋势，通常用于实验，温度告警或者工业温度控制领域。

3、 所需元件清单
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Arduino Uno主板
USB数据线
模拟温度传感器
面包板
9V电池
杜邦导线

4、 动手实验
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将模拟温度传感器传感器正确连结控制板，将热敏电阻放进热水杯，观察串口输出窗口显示A0和D0输出情况，以及D13口旁边led灯状态。
A实验接线图

B实验程序图

5拓展训练 #

实验2：做一个高温告警装置，用蜂鸣器或者红绿led灯作为告警提示
实验3：调节模拟温度传感器灵敏度，并说明调节的原理