Labjack系列数据采集卡用温度传感器测量温度的案例

温度测量是数据采集和控制系统最常见和最重要的功能之一。通过多年的行业经验，LabJack 已经能够考虑到 LabJack 产品的广泛应用。因此：
?LabJack 工程师提供完整的温度传感器应用说明库，包括特定的热电偶应用说明。这些说明为我们系列中的每台设备提供了易于遵循的设置和故障排除指南。   
?选择 LabJack 型号 可以放大热电偶产生的微小电压，以立即显示最准确的温度读数。

概述
如果您在 -50 至 +150 °C 的范围内进行测量，请考虑使用硅温度传感器。它们通常是最便宜的解决方案、最简单的解决方案和最准确的解决方案。
除了硅传感器，热电偶通常是最佳选择。请参阅热电偶应用说明。
当您查看原始规格时，热敏电阻和 RTD 似乎非常准确，但这只是电阻与温度的准确度。可能难以以足够的精度测量该电阻以达到传感器元件本身规定的精度。
数字传感器与模拟硅型传感器具有相似的范围限制，并且是一个很好的解决方案，具体取决于 LabJack 和软件计划。T4 和 T7 在硬件上对 SBUS 传感器（EI-1050、SHT1x、SHT7x）具有高级支持，因此可以轻松地在任何软件中读取温度和湿度。较旧的设备（U12、U3、U6、UE9）通过软件提供高级支持，因此需要一个软件应用程序来对 UD 或 U12 库进行特定调用。其他使用 SPI、I2C、Asynch 或 1-Wire 的传感器也是一种选择，但需要软件应用程序对 LJM、UD 或 U12 库进行特定调用。
硅温度传感器（模拟）
在 -50 至 +150 °C 的范围内，模拟硅温度传感器通常比其他类型的温度传感器更便宜、更易于使用且更准确。无需额外组件或使用最少的额外组件，它们可提供直接连接到 LabJack 模拟输入的高电平线性电压输出。
使用任何 LabJack 都可以轻松获取来自硅传感器的信号。
以下是采用通孔式封装的硅模拟输出温度传感器，便于焊接到电缆末端。如果您考虑数字输出传感器和/或表面贴装封装，您可以找到更好的传感器：
EI-1034：由 Electronic Innovations 制造并由 LabJack 销售的硅基温度探头。它使用 National Semiconductor 的 LM34CAZ 传感器元件和一个从信号到地的 10k 负载电阻。LM34 提供易于使用的 10 mV/°F。5V/0V 电源的范围为 -17 至 +110 °C（0 至 230 °F）。精度（最大值）在室温下为 +/-0.56 °C (+/-1.0 °F)，在整个范围内为 +/-1.1 °C (+/-2 °F)。跨范围的非线性最大为 +/-0.3 °C (+/-0.6 °F)，因此简单的校准可以提供更准确的测量。组件有一根 6 英尺长的电缆，如果您添加 10k 串联电阻器以防止振荡，则可以延长至 25 英尺或更长。使用 6" x 0.25" 防水不锈钢探头。
EI-1022：由 Electronic Innovations 制造并由 LabJack 销售的硅基温度探头。它使用美国国家半导体的 LM335A 传感器元件和 2k 电流设置电阻。LM335A 提供易于使用的 10 mV/°K。5V/0V 电源的范围为 -40 至 +100 °C（-40 至 212 °F）。精度（最大值）在室温下为 +/-3 °C (+/-5.4 °F)，在整个范围内为 +/-5 °C (+/-11 °F)。整个范围内的非线性最大为 +/-1.5 °C (+/-2.7 °F)，因此简单的校准可以提供更准确的测量。组件有一根 6 英尺长的电缆，无需添加任何组件即可延长至更长的距离。使用 4" x 0.25" 塑料探头。
LM34CAZ：具有 10 mV/°F 输出的 TO-92 封装。从LabJack , 和别的。5V/0V 电源的范围为 -17 至 +110 °C（0 至 230 °F）。精度（最大值）在室温下为 +/-0.56 °C (+/-1.0 °F)，在整个范围内为 +/-1.1 °C (+/-2 °F)。跨范围的非线性最大为 +/-0.3 °C (+/-0.6 °F)，因此简单的校准可以提供更准确的测量。对于低至 -40 °C (-40 °F) 的温度，您需要在信号输出上添加负偏置（在 U6/T7 上，您可以使用 220k 下拉至 VM-）。请注意，即使您想以摄氏度为单位进行测量，LM34 也比 LM35 好，因为您在每个温度下获得的电压更高（18 mV/°C 对 10 mV/°C）并且您可以使用单电源测量更低的电压（-17 °C 与 +1 °C）。无论电缆长度如何，我们始终建议在 Vout 和 GND 之间使用一个 10k 的电阻（最好就在传感器上），这通常适用于长达 25 英尺的电缆。超过 25 英尺见“
LM34AH：具有 10 mV/°F 输出的 TO-46 封装。从Digikey购买和别的。5V/0V 电源的范围为 -17 至 +150 °C（0 至 300 °F）。精度（最大值）在室温下为 +/-0.56 °C (+/-1.0 °F)，在整个范围内为 +/-1.1 °C (+/-2 °F)。整个范围内的非线性最大为 +/-0.4 °C (+/-0.7 °F)，因此简单的校准可以提供更准确的测量。对于低至 -40 °C (-40 °F) 的温度，您需要在信号输出上添加负偏置（在 U6/T7 上，您可以使用 220k 下拉至 VM-）。请注意，即使您想以摄氏度为单位进行测量，LM34 也比 LM35 好，因为您在每个温度下获得的电压更高（18 mV/°C 对 10 mV/°C）并且您可以使用单电源测量更低的电压（-17 °C 与 +1 °C）。无论电缆长度如何，我们始终建议在 Vout 和 GND 之间使用一个 10k 的电阻（最好就在传感器上），这通常适用于长达 25 英尺的电缆。超过 25 英尺见“LM135A：具有 10 mV/°K 输出的 TO-46 封装。从Digikey和其他公司购买。5V/0V 电源的范围为 -55 至 +150 °C（-67 至 300 °F）。精度（最大值）在室温下为 +/-1.0 °C (+/-1.8 °F)，在整个范围内为 +/-2.7 °C (+/-4.9 °F)。整个范围内的非线性最大为 +/-0.5 °C (+/-0.9 °F)，因此简单的校准可以提供更准确的测量。可以使用很长的电缆，无需添加任何组件。其他传感器是三端串联传感器，但LM135A是二端分流传感器，需要一个电阻来控制电流（可能需要考虑自热）。
LM60BIZ：TO-92 封装，具有 6.25 mV/°C 输出（加上 0.424V 偏移）。从Digikey和其他公司购买。5V/0V 电源的范围为 -40 至 +125 °C（-40 至 230 °F）。在 -25 至 +125 °C 范围内，精度（最大值）为 +/-3 °C (+/-5.4 °F)。整个范围内的非线性最大为 +/-0.6 °C (+/-1.1 °F)，因此简单的校准可以提供更准确的测量。指定用于不添加组件的长电缆。
LMT70：不友好的 DSBGA 封装，但精度和范围都很好。该传感器采用 2.0V 至 5.5V 电源供电，输出 1400 mV 至 300 mV，对应 -55 °C 至 +150 °C，在整个范围内的精度为 +/-0.36 °C。将电压转换为温度需要线性插值或三阶方程，但计算机不关心这些。  Maleetronic 销售一种柔性探针载体，可以更轻松地连接电线。LMT70 数据表称它在高达 1 nF 的容性负载下稳定。
热电偶
如果您不能使用硅传感器，热电偶通常是次佳选择。它们不是特别准确，但当您测量数百度时通常就可以了。有关详细信息，请参阅热电偶应用说明。
热敏电阻
热敏电阻通常具有美观的低成本精度规格，但那是电阻与温度的精度。尝试以与传感器规格的精度相匹配的精度测量电阻可能很困难。
建议使用LJTick-Resistance来处理热敏电阻。
T 系列设备可以使用其热敏电阻 AIN-EF 功能在硬件中处理热敏电阻数学运算。
热电阻
RTD（PT100、PT500、PT1000 等）通常以合理的价格提供漂亮的精度规格，但问题是规格是小电阻变化随温度变化的精度，而不是电压随温度变化的精度硅传感器或热电偶。尝试以与传感器规格的精度相匹配的精度测量电阻可能很困难。
建议使用 LJTick-Resistance 来处理 RTD。每 2 个 RTD 获得 1 个 LJTR-1k。
T 系列设备可以使用其RTD AIN-EF 功能在硬件中处理 RTD 数学运算。
数字传感器
数字传感器与模拟硅传感器具有相似的范围限制，并且是一个很好的解决方案，具体取决于哪种 LabJack 和软件计划。除温度外，数字传感器还可用于许多其他参数，例如湿度、加速度和光线。
SBUS 是与Sensirion的 SHT1x 和 SHT7x 传感器一起使用的串行协议，用于测量温度和湿度。SBUS 类似于 I2C，但不完全相同。EI-1050 (EOL)探头组件使用 SHT11 传感器和 SBUS。T4 和 T7在硬件上对 SBUS 传感器（EI-1050、SHT1x、SHT7x）具有高级支持，因此可以轻松地在任何软件中读取温度和湿度。较旧的设备（U12、U3、U6、UE9）通过软件提供高级支持，因此需要一个软件应用程序来对 UD 或 U12 库进行特定调用。
基于 SBUS 的 SHT1x 传感器的更新替代品是 Sensirion 基于 I2C 的 SHT3x 和 SHT4x 传感器。我们通过T 系列设备上的SBUS 接口提供高级 SHT3x 支持。
所有其他使用同步协议 SPI（所有设备）、I2C（U12 除外）或 1-Wire（U12 除外）的传感器也是一种选择，但需要软件应用程序对 LJM、UD 或 U12 进行特定调用图书馆。根据我们的经验，SPI 非常容易使用，I2C 还不错，而 1-Wire 绝对是最棘手的。所有设备还对异步串行通信提供不同的支持。这种异步支持与逻辑级 UART 兼容，并且添加的收发器电路与 RS-232、RS-485 和 RS-422 兼容，尽管对于 RS 协议，您通常最好使用支持的特定 USB 加密狗该协议，除非有充分的理由通过 LabJack。