资料

使用温度感测器进行设计:IC 温度感测器

上传人:Bonnie C. Baker

上传时间: 2014-09-18

浏览次数: 52

  各位可以回顾我先前撰写的四个专栏 (请见参考资料),其中分别探讨电热调节器(thermistor)、电阻式温度计(resistance-temperature detectors ;RTD)及温差热电耦温度感测器(thermocouple temperature sensors)。不过,各位可以发现,目前市场上的整合式温度感测器 (IC 温度感测器) 是相当适合温度感测的解决方案。

  IC温度感测器(图一)也可用来解决温度测量问题。这些感测器只能在 –55℃~ 200℃的限制温度範围内运作,不过在 PCB 上安装相当容易,而且输出格式相当便利。虽然很难将不同类型的 IC 感测器归类,但是下文将概略说明这些硅晶片的输入、内部及输出。

  

图一 IC 温度感测器

  这些 IC 温度感测器的功能有各种输入及输出选项。例如,在这类感测器的温度感测输入端,您可以选用硅晶片内建实际温度感测器的IC温度感测器。这类温度感测器会回报感测器位置的温度。另一方面,您可以将许多IC温度感测器连线到远端二极体和IR感测器。如果要以低成本的方式从板载(on-board)微控制器或处理器二极体的电子产品或介面远距离感测温度,远端二极体相当方便。

  透过这些晶片的输出终端获取温度资讯之后,即可看见类比输出(电压和电流)、数位 SPI、数位 I2C 以及脉衝宽度调变(PWM)介面等。类比电压及电流输出 IC 感测器能够让使用者将讯号维持在类比领域内;不过对于偏好数位的人,温度资讯也提供标準的 SPI 或叁线式格式,以及双线式 I2C 格式或 SMBus。

  这些数位介面提供良好的杂讯抗扰性(noise immunity),并且是便利的PCB路由替代方案。透过这些类型的数位讯号,可以取得高达16位元的解析度。在有限的温度範围内,温度準确度高达?0.5℃,在全温度範围内,温度準确度为?2.5℃。

  在查看这些晶片的 IC 温度感测器内部选项时,便会发现功能相当多。由于这些感测器都是硅晶片感测器,因此 IC 设计人员可以善用製程技术的优点。例如,可以在其中部份晶片发现 ALERT 及过温讯号通知。如果 IC 感测器能够连线至远端二极体,您将发现 Beta、阻抗及? 因素的补偿功能。

  这些类型的温度感测器确实有一些限制;例如,必须使用 RTD 或温差热电耦温度感测器感测低于 –55℃ 或高于 150℃的温度。如果需要相当高的可重复性和準确度,RTD 温度感测器是最好的选项。对于温度变化的反应性取决于装置封装的尺寸,较小的封装可以在较短的时间内反应。一般而言,RTD、温差热电耦及电热调节器回应时间大约是 1 到 10 秒。IC 温度感测器较慢,大约是 4 到 60 秒。

  IC 温度感测器解决方案相当实用,因为晶片内建必要的讯号调节电路。系统设计人员不需要担心线性化 (linearization)、低温接点补偿、比较器、额外 ADC 或电压参考的问题。这个低成本的解决方案极可能就是您保护现场的系统所需要的解决方案。

| 收藏本文
最新评论

用户名: 密码: