第3章：温度传感器选型（热电阻与IC）
各位同行，今天我们来聊聊温度传感器选型。这玩意儿看着简单，但选错了，发动机试车数据直接没法看。我见过太多因为传感器选型不当，导致整个测试周期延长的案例了。
温度测量在航空发动机里有多重要？这么说吧，涡轮前温度差10度，发动机寿命可能差一倍。所以，选对传感器，是咱们仪表工程师的基本功。
3.1 铂电阻PT100/PT1000特性
铂电阻，说白了就是利用铂的电阻随温度变化的特性。PT100和PT1000，名字里的数字代表0℃时的电阻值。PT100是100欧姆，PT1000是1000欧姆。
PT100的特点：
- 精度高，稳定性好。工业级能做到±0.15℃，实验室级更高。
- 测温范围宽，-200℃到850℃。发动机排气温度、滑油温度都能用。
- 线性度不错，但严格来说不是完全线性，需要查表或公式修正。
- 抗振动能力强。我记得在某型涡扇发动机上，PT100直接装在压气机机匣上，振动量级20g，照样稳定工作。
PT1000的特点：
- 灵敏度更高。温度变化1℃，PT1000电阻变化约3.85欧姆，PT100只有0.385欧姆。
- 自热效应更小。因为阻值大，同样电流下发热功率小。
- 适合远距离传输。引线电阻影响相对较小。
- 但测温上限通常比PT100低一些，一般到600℃左右。
关键参数对比：
| 参数 | PT100 | PT1000 |
|---|---|---|
| 0℃电阻 | 100Ω | 1000Ω |
| 灵敏度 | 0.385Ω/℃ | 3.85Ω/℃ |
| 测温范围 | -200~850℃ | -200~600℃ |
| 引线影响 | 较大 | 较小 |
| 典型精度 | ±0.15℃ | ±0.15℃ |
我的经验：在发动机台架试验中，如果测点距离采集系统超过10米，我建议优先考虑PT1000。曾经有个项目，用PT100测排气温度，引线长了点，结果温度读数偏高了2度多。后来换成PT1000，问题就解决了。
3.2 集成温度传感器LM35/DS18B20
集成温度传感器，就是把测温元件和信号调理电路封装在一起。好处是输出信号已经是标准化的，不用额外处理。
LM35：
- 输出电压与温度成线性关系，10mV/℃。0℃时输出0V，100℃时输出1V。
- 精度不错，典型值±0.5℃。
- 测温范围0~100℃，有些型号能到150℃。
- 输出阻抗低，驱动能力强。
- 但注意，它只能测正温度，负温度需要额外电路。
DS18B20：
- 数字输出，一线总线协议。一根线就能传数据，还能供电。
- 每个芯片有唯一64位序列号，可以多点组网。
- 测温范围-55~125℃，精度±0.5℃（-10~85℃范围内）。
- 分辨率可配置，9到12位可选。
- 但响应速度慢，12位分辨率下转换时间750ms。
注意：DS18B20在航空发动机上用得不多。为什么？因为它的工作温度上限只有125℃，而发动机上随便一个测点都超过这个温度。我曾经在辅助动力装置（APU）的滑油回油管上试过，结果传感器直接烧了。嗯，这个教训挺深刻的。
3.3 选型对比表
好了，咱们把几种传感器放在一起比一比。你想想看，选型时到底该看哪些指标？
| 对比项 | PT100 | PT1000 | LM35 | DS18B20 |
|---|---|---|---|---|
| 测温范围 | -200~850℃ | -200~600℃ | 0~100℃ | -55~125℃ |
| 输出信号 | 电阻 | 电阻 | 模拟电压 | 数字（1-Wire） |
| 典型精度 | ±0.15℃ | ±0.15℃ | ±0.5℃ | ±0.5℃ |
| 响应速度 | 快 | 快 | 中等 | 慢（750ms） |
| 抗干扰能力 | 强 | 强 | 中等 | 强（数字信号） |
| 引线影响 | 大 | 小 | 小 | 小 |
| 成本 | 中等 | 中等 | 低 | 低 |
| 航空应用 | 广泛 | 较多 | 较少 | 极少 |
选型建议：
- 发动机核心机测温（涡轮、燃烧室）：PT100，耐高温、精度高。
- 滑油系统、燃油系统：PT1000，灵敏度高、引线影响小。
- 环境温度、机舱温度：LM35，简单便宜。
- 地面测试设备、数据记录：DS18B20，数字输出方便。
我个人习惯是，航空发动机上能不用集成传感器就不用。不是说它们不好，而是可靠性要求不一样。你想想看，发动机在空中，传感器坏了可不是闹着玩的。铂电阻这种无源器件，故障模式简单，更容易预测。
最后说一句，选型不是死板的。有时候为了兼容现有采集系统，可能不得不选PT100。有时候为了简化布线，可能选DS18B20组网。关键是要清楚每个传感器的脾气，知道它的长处和短板。
避坑指南：我曾经在选型时忽略了一个问题——传感器的自热效应。PT100通过电流会产生热量，导致测量值偏高。特别是用PT1000时，如果激励电流太大，自热效应会更明显。所以，选型时一定要看数据手册里的自热系数，一般建议激励电流不超过1mA。
好了，温度传感器选型就聊到这儿。下一章咱们讲压力传感器，那个更有意思。记得，选型不是终点，调试才是见真章的地方。