#嵌入式系統 #電路設計 #汽車電子 #溫度感測 #風扇控制器 #熱電偶

【溫度感測器＋風扇控制器＋熱電偶，電路熱耗不失控】

「散熱」一直是電路設計的頭號課題，借助單通道／多通道的低功耗溫度感測器＋風扇控制器＋熱電偶解決方案，能有效管理特定設計的熱耗。

@溫度感測器：
1. 對於需要在各種溫度範圍內保持精度和可靠性的設計，單通道 (本地) 溫度感測器——包括：類比、數位輸出和溫度開關感測器 IC，可取代負溫度係數 (NTC) 熱敏電阻等分離式感測器解決方案，以降低硬體、軟體的複雜性並加速設計流程；
2. 若需要測量伺服器、網路／電信設備以及液晶投影機等嵌入式系統中的多個溫度，多通道溫度感測器可簡化監控並降低系統總成本——使用數位溫度 IC (遠程溫度感測器) 以及遠至數百呎的每個遠程位置中的電晶體測量應用溫度，精度仍可控制在 ±1°C 內。

＠風扇控制器：
具有脈寬調變 (PWM) 功能的「驅動器數目」是增進設計靈活性的關鍵，因為可因而提升運算能力、儲存容量、網路和其他應用中的系統性能。若閉環風扇控制器能提供查找表、PID (比例積分微分) 迴路控制、轉子鎖定和空氣路徑阻塞警報且集成溫度感測功能，有利於及時調整設計及單晶片嵌入式解決方案；代碼相容的多通道裝置，則方便設計擴展或重用。

@熱電偶：
堅固、準確的熱電偶須在惡劣／極端環境下運行、承受劇烈的高溫條件，並具備寬幅溫度範圍。另結合精密、高解析度的類比數位轉換器 (ADC) 和精密儀器，可校正熱電偶元件的非線性誤差。現在，全球首個完全集成、隨插即用的「熱電偶至攝氏度轉換器 IC」已問市——將高精度 ADC、溫度感測器和預編程的數學引擎集成到一個封裝中，大幅簡化設計。

延伸閱讀：
《Temperature Sensor ICs and Fan Controllers》
https://www.microchip.com/design-centers/sensors?utm_source=www.compotech.com.cn&utm_medium=LeaderboardAd&utm_content=MSLD_860x80&utm_campaign=ThermalSensing

#微芯科技Microchip

黑色比較難

接觸電鍍久了發現電鍍品質或者其他細節都是決定在廠家，說穿了你怎麼要求他怎麼做！ 但是如何把排氣管搞黑？如何黑的有質感？那就越來越難了！因為排氣管的溫度都在百度以上！ 以單層管來說，頭段出來約400度，來到中段前哀退為200度尾段以後大約只剩一百度，我的排氣管在百度以內，不會超過一百度。

近年來黑色成為時尚，消光黑是怎麼來的?? 美國在1980年代經濟蕭條後，很多擁有1970年代的汽車或者機車也好，當時酷愛使用電鍍，滿滿的電鍍大型保桿，在美式汽車上司空見慣，就連內裝都是，但是經濟不景氣到來，要把電鍍重新電過一遍，你得先退電鍍、拋光、重新電鍍，等於是花兩倍的錢，於是很多車主就考慮噴漆了，為了對抗電鍍，消光黑是一個既低調又有神秘色彩的表現，消光黑就這麼蔓延開來。 到了1990年代，很多零件商 已經會為電鍍產品之外，另外推出消光黑的改裝件，汽車輪圈也是、後照鏡等等，消光黑成為嬉皮對抗雅痞電鍍的象徵。

消光黑成為黑人的最愛，成為窮人文化的代表，更越升為對時勢反戰不滿的象徵，不再bling bling，消光黑也是地下文化的表率，充滿叛逆的思想，回過頭來看 如何製造消光黑 消光黑的需求實際上超越我的想像 ，上至林寶堅尼、法拉利，下至兩輪捷安特，都有消光黑的特式車款，因此現在的消光黑已經不是平民文化的反應，反而應該是與電鍍並駕齊驅的另外選擇。 視覺上的感受，手摸起來的觸感，耐熱性、耐久性、抗刮性、抗UV等等，都必須考慮進去，我的第一支黑色排氣管賣到加拿大，賠了好多錢，買主是個律師，我時在辯論不過他咄咄逼人，我採用的是黑色皺紋漆，但稍有撞擊就會掉漆，我猜他是安裝時不慎碰撞，因為出貨時是完美的，之後，我再也不做皺紋漆了，除非我找到更好的替代方案！

可運用在排氣管的消光黑色塗料有：
1.氧化塗料
2.陶瓷塗料與粉體
3.鐵佛龍

1. 所謂耐熱塗料就是能夠在一定時限內，在一定溫度段內，經受高溫環境下氧化腐蝕及其它介質腐蝕的塗料，從而達到保護被塗物能在高溫環境下正常工作的目的。耐高溫塗料一般分有機硅系列和無機硅系列。相應的，在高溫環境下（100-1500℃之間）能達到抗氧化、耐腐蝕和抗熱震、能承受一定的機械負荷等性能塗料，我們統稱為耐高溫塗料。耐高溫塗料應用領域：所有鋼鐵製品作車間底漆，重防腐塗層底漆，更適用於高溫熱風爐內外壁以及煙囪、煙道、烘道、熱排氣管道、高溫熱氣管道，加熱爐和其他金屬要求耐高溫防腐設備的塗層。

有機耐熱塗料有矽樹脂系、氟系和聚酰亞胺系；無機耐熱塗料有鹼性金屬鹽系，酸式鹽系、矽溶膠系和金屬醇鹽系。 常用的有機耐熱塗料是矽樹脂塗料。該塗料適用於工業設備的管道、反應器、工業和家庭用焚燒爐，火爐蓋板、煙囪內壁、熱交換器、渦輪增壓器、汽車和摩托車等的排氣系統。

另外還有一種是散熱塗料，TSD氮化硼陶瓷散熱塗料具有耐高溫、高散熱高導熱、高熱輻射、絕緣及抗腐蝕、耐強酸強鹼等特性，氮化硼，俗稱又稱“白色石墨”是白色、難溶、耐高溫的物質，具有潤滑，易吸潮性，由氮原子和硼原子構成的晶體，該晶體結構分為六方氮化硼（HBN）、密排六方氮化硼（WBN）和立方氮化硼。氮化硼可著潤滑劑、電解、電阻材料、添加劑和高溫的絕緣材料；也可用著航天航空中的熱屏蔽材料、原子反應堆的結構材料、飛機、火箭發動機的噴口；電容器薄膜鍍鋁、顯像管及顯示器鍍鋁等；各種保鮮鍍鋁包裝袋等。

2.陶瓷塗層的種類很多，如氧化物類陶瓷塗層，碳化物、氮化物、硼化物及硅化物類陶瓷塗層，金屬間化合物陶瓷塗層，塑料陶瓷複合塗層等。其中金屬陶瓷塗層由於其特殊的組成及良好的綜合性能，應用越來越廣。 金屬陶瓷塗層是用金屬和合金作黏接相，用陶瓷顆粒作強化硬質相，經噴塗、燒結、團聚、包覆等工藝處理而製成的塗層材料。

3.鐵弗龍就是氟素樹脂"鐵氟龍"是由英文"TEFLON"譯音而來，它是美國杜邦公司獲得世界專利 PTFE(Polytetrafluoroethylne)聚四氟乙烯的商業名稱，它是一種氟碳聚合物，為塑膠中的一種，一般稱為氟碳樹脂或氟素樹脂(Fluorocarbon Resin)，因有許多優秀的特性，於是杜邦公司將它商品化，且註冊TEFLON為其商標，即我們現在所俗稱的鐵弗龍。氟素樹脂出現的推力與二次大戰中的原子彈製造計劃有關，當時在鈾的分離精製上，需耐得住氫氟酸的材料，因而全力研究出來的，並於戰後公開問世。

由於氟素樹脂具有優秀的耐化學藥品質和卓越的電氣絕緣性，而且不論在高溫或低溫中都不改其性質，凡其他塑膠不堪用時便使用氟素樹脂，故稱其為塑膠之王，高科技高品質之工業為它獨尊，傳統工業更少不了它，甚至早已被利用到日常生活中，利如炒菜鍋和炊鍋等是，其重要性與普及性可見一斑。

氟素樹脂之特性1. 耐溫性質：由 -180 °C ~ 260 °C之大區間長期使用範圍。 2. 抗黏潤滑特性：本身具有相當低之摩擦係數，所以可利用本身良好之潤滑特性，用於食品界及工業界之抗黏及脫模離型等特性。3. 電器性質：由於其特殊之結構組成，使其具有1018 - cm以上之體積絕緣阻抗。 4. 化學性質：　氟碳聚合物的最大特性是具有最優良之耐化學藥品性，由於其結構具有強烈之惰性，使其可耐各種不同之酸鹼浸蝕，而被用為保存各種化學品”純度 ”之最佳貯存槽及反應槽裡襯材料。 5. 物理特性：高比重、低熱膨脹細係數、不燃性、低摩擦係數等特性，更使得其廣泛地被利用在機械零件上。以視覺效果來看，塗料與粉體勝出，成本也很低，但是觸感非常差，普片運用在非外觀的零件上。而鐵佛龍摸起來滑順，對於機車抗髒污就是一大利基，甚至可以免除打蠟保養的問題。不過價格是電鍍的十倍。～REVO雷管採用美國杜邦鐡佛龍

#環境監控 #水質監測 #感測器Sensor #訊號調節 #RS485 #運算放大器OP

【以「電導率」監測水質】

水質監測重要性日益升高，帶動許多相關感測器與訊號調節電路的開發。水質的檢測主要是量測細菌數量、pH 位準、化學物含量、濁度以及電導率等。所有的水溶液都有一定的導電度，添加鹽、酸或鹼之類的電解質到純水中，會提高電導率、降低電阻率。純水不會包含大量的電解質，且當其樣品被施加電壓時只會有少量電流被導通，電導率很低；反之，樣品中存在大量電解質會導致更多的電流被導通，電導率較高。通常我們會以電阻而非電導來思考 (這兩者是相反的)。

電導率系統採用將電極連結至感測器，稱為電導電池。由於電導率具有較大的溫度係數 (高達 4%/℃)，因此整合式的溫度感測器會被包含在電路當中，藉以調整其對於標準溫度的讀數，通常為 25℃ (77℉)。在量測溶液時，水本身電導率的溫度係數也須加以考慮。為精確補償溫度，必須使用第二溫度感測器及補償網路。接觸類型的感測器一般是由兩組相互絕緣的電極所組成，此電極 (一般為 316 不鏽鋼、鈦鈀合金或石墨) 具有特定尺寸與空間，藉以提供已知電池常數。

對於特定範圍內的作業，電池常數必須要與量測系統匹配。電導電池有兩種類型：具有兩組電極以及四組電極 (電極通常被稱為極點)。二極感測器較適合使用在低電導率量測方面，例如淨化水及各種生物與藥物液體；四極感測器較適合高電導率的量測，例如廢水及海水分析等——四極電池消除了因為電極的極化所導致的誤差，以及可能干擾量測的場效。實際的電極組態設定可以是平行環、同軸導體或其它類型，而非簡單平行板。

無論電池的類型為何，最重要的是不可將 DC 電壓用於任何電極上，因為液體中的離子會堆積在電極表面，造成電極的極化、量測誤差及損害。特別注意到具有保護層的感測器，例如，同軸感測器。當金屬容器保存液體時，保護層必須連結到相同的電位上；假如容器接地的話，保護層就必須連結到電路板的接地端，最終的預防就是不要超過電池的額定激磁電壓或電流。完全自給自足的電導率量測系統，適用於量測液體的離子含量、水質分析、工業品質控制及化學分析等。

延伸閱讀：
《完全自動化的自我校正電導率量測系統》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0615/35756.html
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