PN结测温技术在智能仪表中的应用

　　PN结测温技术在我国的研究开发已有10多年的历史了，在各行各业已得到广泛应用。近几年，人们对PN结温度传感器及其在智能仪表中的应用，提出了越来越高的要求.本文就8031单片机测温系统做如下简要介绍。

　　一、感温元件部分

　　8031单片机测温系统，采用PN结温度传感器做为感温元件。PN结温度传感器以其性能稳定、特点突出而受到人们的喜爱。

　　该传感器是利用正向导通的PN结结电压与温度的变化呈线性关系这一原理，将感受到的温度信号转换成电压输出信号的.

　　1.线性度好

　　在一196一150℃的范围内，根据测试出的实际数据及线性度的定义，计算出PN结温度传感器的线性度一般在士0.5%之内。由此可见，该传感器的线性度比较理想，远优于热敏电阻，它无需低温漂放大器，无需参考温场和冷端补偿，无需线性化电路，就可将感受到的温度信号，通过电压转换，直接读出被测区域的温度值。

　　2.灵敏度高

　　根据测试数据计算出PN结温度传感器的平均灵敏度为一2.lmV/℃，这个值比普通工业热电偶高50倍以上。在精度要求苛刻时，还可以通过PN结加工工艺的调整，使平均灵敏度得以成倍的提高。

　　3.内阻低、功耗小

　　该传感器的输出电阻就是正向导通状态下PN结的动态电阻，故内阻值很小。由于其工作电流一般在100拼A左右，所以它的静态功耗仅为几十微瓦，不足铂电阻的1/100.

　　4.互换批量大

　　目前在国外主要依靠大量分选和集成激光调阻来实现互换，成晶率低且需昂贵的工艺设备。辽宁省宽甸晶体管厂根据二元离散相关性规律和偶对称组合理论，采用双结三层结构与二次复合扩散技术，有效地解决了PN结温度传感器的大批量互换问题，从而免去了温度计量器具易损而又不互换的后顾之忧。

　　5.时间常数小

　　传感器的测温参数只与发生在结区的物理过程有关，因而它的时间常数只取决于半导体的封装材料、型式及结构、尺寸。一般采用金属作包封感温介质，体积可以做得很小，不仅提高了传感器的可靠性，而且也提高了被测对象的热交换性能，因而它的时间常数在1~6s之间。时间常数反映传感器对快速变化的温度信号的响应快慢，对于测量脉动温度及精密控温很重要。

　　6.封装形式多样

　　PN结温度传感器芯片制造采用的是半导体器件工艺，外形结构可封装成珠形、杆形、柱形、片形、针形、笔形、罩形等多种形式，便于在不同的测温条件下，与不同的测温仪表配套使用.测温时，每点选用一支PN结温度传感器，从而使大面积群点测温简便易行，进一步满足了各行业诸领域温度检测与控制的需要.