數字儀表設計－復合式數字溫度計

　　一、 前言：

　　在92年SARS及前些年H1N1的虐起，讓全球開始注意個人體溫的量測，也讓溫度計廠商賺來不少生意。而數字溫度計依量測方式不同，可分成直接碰觸式與非接觸感應式。

　　直接碰觸式最常見的溫度傳感器有四種：
　　1. 熱電偶溫度傳感器(Thermocouple Sensor)
　　2. 熱敏電阻(Thermistor)
　　3. 電阻式溫度傳感器(Resistance Temperature Detectors;RTD)
　　4. IC集成電路式

　　非接觸式最常見的溫度傳感器有兩種：
　　1. 熱電堆溫度傳感器(Thermopile Sensor)
　　2. 焦電式溫度傳感器(Pyroelectric/Passive Infrared sensor, PIR sensor)：通常應用在人體感應

　　在工業中直接碰觸式溫度量測，常見的有電阻式及熱電偶溫度傳感器，此類精確度高、量測范圍大、量測面積小，但并不是每件東西都適合直接碰觸量測溫度，如：具有腐蝕性溶劑、無法太靠近或無法立即量測(直接碰觸式需要傳導時間)，所以就會采用熱電堆溫度傳感器。本文將介紹纮康科技HY11P14混合信號處理器(Mixed-Signal Microcontroller)，實現熱電偶及熱電堆溫度傳感器的多種溫度傳感器量測復合設計。

　　二、 系統設計分析與考慮：

　　不管是熱電偶或是熱電堆溫度傳感器，都是利用兩個不同金屬材質相接后產生西貝克效應(Seebeck Effect)電壓。當傳感器在環境溫度與待測溫度一樣時，則熱電壓為零，通常會用另一個較低溫的傳感器，感應熱電溫度傳感器的環境溫度，并反推加上熱電溫度傳感器對應電壓，則加上接點電壓稱為冷接點補償(Cold-Junction Compensation)。

　　熱電偶式傳感器在ITS-90 (International Temperature Scale of 1990.)規范，定義很多種不同金屬材質相接組合，其產生電壓及量測范圍也不同;如下表：

　　每一個具有溫度的物質都會放射出紅外線的熱幅射量，而此幅射量乃是由物質的溫度高低所控制決定。當溫度高的物質所幅射出的紅外線能量就會越高，紅外線能量與物質溫度成正比。此外每個物質的放射率也有所不同，所以在量測時需乘上放射率的系數。