如何选择温度传感器
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:474
在许多应用中温度都是必须监测和控制的关键参数，这些应用包括个人计算机（pc）、移动电话、汽车、医用设备和游戏控制台。目前已经开发出许多不同的测量技术以满足这些应用对各种技术和成本的要求。这些测量技术包括热敏电阻、电阻温度检测器（rtd）、红外（ir）测温、热电偶以及许多最新推出的集成电路（ic）温度传感器。
ic温度传感器
半导体温度传感器是以集成电路（ic）结构制造的，基本设计原理基于半导体二极管的伏安特性与温度之间的关系。ic温度传感器适合于-55 c～150 c温度范围内的应用。虽然ic温度传感器的测量范围比热电偶和rtd的测量范围小一些，但是它们有小封装、高精度和低价格等特点，并且容易与其它器件连接，例如，放大器、稳压器、数字信号处理器（dsp）和微控制器（mcu）。ic温度传感器技术不断进步，可以提供各种各样的功能、特性和接口。鉴于现在提高ic集成度的可行性，数字ic温度传感器能够发送本地温度和远程温度测量结果，监视其它系统参数、控制风扇转速或者当温度超过设定值时发出报警。
ic温度传感器的类型
ic温度传感器有两种主要类型--模拟温度传感器和数字温度传感器，并且每一种类型都包括许多种产品。模拟温度传感器能产生一个与温度成比例的电压或者电流信号。数字温度传感器能监视本地温度和远程温度，并且还包括许多其它功能，例如，电压监视、风扇控制和超出温度设置上限或下限报警。
模拟温度传感器
初期的ic温度传感器提供一个与温度成比例的输出电压或电流。我们改进了现有的热敏电阻产品，其电阻随温度呈非线性关系变化的特性。现在的模拟温度传感器无需附加线性化电路来校准热敏电阻的非线性。图1示出了这种半导体温度传感器的曲线图，当要求电压与温度之间呈线性关系时，它是良好的选择。
图1 热敏电阻的温度特性曲线与半导体温度传感器的温度特性曲线（略）
thermistor=热敏电阻
voltage=电压
silicon temperature sensor=半导体温度传感器
temperature=温度
虽然新的数字输出温度传感器已经在许多应用中取代了模拟输出温度传感器，但是模拟输出温度传感器仍然有用武之地。例如，ad590电流输出温度传感器，自从面世25年多以来在许多应用中一直是很有活力的产品。该器件经常用于远程温度检测，因为高阻抗电流输出使其对长线路传输的电压降不敏感，并且还能用于多种多样的温度检测器应用，具有+4 v ～ +30 v宽工作电压范围。
数字输出温度传感器
在许多应用中，最终需要以数字形式提供温度数据。这可以通过将一个模拟温度传感器的输出接到一个模数转换器（adc）来实现。然而，随着ic产品制造技术的进步，将这种adc和许多其它功能一起集成到温度传感器的管芯上已经成为经济有效的方法。它能降低成本、印制电路板（pcb）面积和功耗，同时简化系统设计工程师的任务。
本地温度监视
数字温度传感器类似于模拟温度传感器，但是它的输出不是以电流或电压形式而是将其转换为1或0形式的数字量。因此，数字输出温度传感器适合于连接到一个mcu。这类的接口包括单线脉冲宽度调制（pwm）、两线i2c和smbus，以及3线或4线spi协议接口。
pwm单线接口
pwm输出温度传感器提供一个方波占空比与温度成比例的方波输出。这种信号通常连到一个mcu计时器，并且根据方波高电平时间与低电平时间的比率计算温度。这种比率式测量方法避免了由于不同时钟频率偏移产生的误差。这些低成本、低功耗的温度传感器适合于印制电路板面积受限制的应用和仅要求使用一个光耦合器进行隔离的应用。例如，tmp05采用小外形sc-70封装（2 mm 长）。tmp05采用菊花链方式，允许串行连接几个温度传感器并且共用一个mcu计时器引脚，适合要求监测多个温区温度的应用。图2给出了一个采用菊花链方式的例子。
图2 菊花链方式（略）
daisy-chain mo
在许多应用中温度都是必须监测和控制的关键参数，这些应用包括个人计算机（pc）、移动电话、汽车、医用设备和游戏控制台。目前已经开发出许多不同的测量技术以满足这些应用对各种技术和成本的要求。这些测量技术包括热敏电阻、电阻温度检测器（rtd）、红外（ir）测温、热电偶以及许多最新推出的集成电路（ic）温度传感器。
ic温度传感器
半导体温度传感器是以集成电路（ic）结构制造的，基本设计原理基于半导体二极管的伏安特性与温度之间的关系。ic温度传感器适合于-55 c～150 c温度范围内的应用。虽然ic温度传感器的测量范围比热电偶和rtd的测量范围小一些，但是它们有小封装、高精度和低价格等特点，并且容易与其它器件连接，例如，放大器、稳压器、数字信号处理器（dsp）和微控制器（mcu）。ic温度传感器技术不断进步，可以提供各种各样的功能、特性和接口。鉴于现在提高ic集成度的可行性，数字ic温度传感器能够发送本地温度和远程温度测量结果，监视其它系统参数、控制风扇转速或者当温度超过设定值时发出报警。
ic温度传感器的类型
ic温度传感器有两种主要类型--模拟温度传感器和数字温度传感器，并且每一种类型都包括许多种产品。模拟温度传感器能产生一个与温度成比例的电压或者电流信号。数字温度传感器能监视本地温度和远程温度，并且还包括许多其它功能，例如，电压监视、风扇控制和超出温度设置上限或下限报警。
模拟温度传感器
初期的ic温度传感器提供一个与温度成比例的输出电压或电流。我们改进了现有的热敏电阻产品，其电阻随温度呈非线性关系变化的特性。现在的模拟温度传感器无需附加线性化电路来校准热敏电阻的非线性。图1示出了这种半导体温度传感器的曲线图，当要求电压与温度之间呈线性关系时，它是良好的选择。
图1 热敏电阻的温度特性曲线与半导体温度传感器的温度特性曲线（略）
thermistor=热敏电阻
voltage=电压
silicon temperature sensor=半导体温度传感器
temperature=温度
虽然新的数字输出温度传感器已经在许多应用中取代了模拟输出温度传感器，但是模拟输出温度传感器仍然有用武之地。例如，ad590电流输出温度传感器，自从面世25年多以来在许多应用中一直是很有活力的产品。该器件经常用于远程温度检测，因为高阻抗电流输出使其对长线路传输的电压降不敏感，并且还能用于多种多样的温度检测器应用，具有+4 v ～ +30 v宽工作电压范围。
数字输出温度传感器
在许多应用中，最终需要以数字形式提供温度数据。这可以通过将一个模拟温度传感器的输出接到一个模数转换器（adc）来实现。然而，随着ic产品制造技术的进步，将这种adc和许多其它功能一起集成到温度传感器的管芯上已经成为经济有效的方法。它能降低成本、印制电路板（pcb）面积和功耗，同时简化系统设计工程师的任务。
本地温度监视
数字温度传感器类似于模拟温度传感器，但是它的输出不是以电流或电压形式而是将其转换为1或0形式的数字量。因此，数字输出温度传感器适合于连接到一个mcu。这类的接口包括单线脉冲宽度调制（pwm）、两线i2c和smbus，以及3线或4线spi协议接口。
pwm单线接口
pwm输出温度传感器提供一个方波占空比与温度成比例的方波输出。这种信号通常连到一个mcu计时器，并且根据方波高电平时间与低电平时间的比率计算温度。这种比率式测量方法避免了由于不同时钟频率偏移产生的误差。这些低成本、低功耗的温度传感器适合于印制电路板面积受限制的应用和仅要求使用一个光耦合器进行隔离的应用。例如，tmp05采用小外形sc-70封装（2 mm 长）。tmp05采用菊花链方式，允许串行连接几个温度传感器并且共用一个mcu计时器引脚，适合要求监测多个温区温度的应用。图2给出了一个采用菊花链方式的例子。
图2 菊花链方式（略）
daisy-chain mo
上一篇：传感器与IC简化电流测量技术
相关技术资料- 6-71MHz、45μA、CMOS、轨对轨运算放大器应用研究
- 6-7四通道高速数字隔离器ADuM3440
- 6-7双全桥驱动器工作原理及应用信息
- 6-7全新一代大模型 — Claude 4详解
- 6-7无线连接芯片+PMIC应用探究
- 6-7德州仪器（Texas Instruments）发展史简述
- 6-6全新CMOS图像传感器——SC1400ME
- 6-6100G/200G SerDes接口及共封装光学模块（CPO）
- 6-6晶圆级多芯片模块（WMCM）芯片封装技术
- 6-62nm 工艺及全新封装技术苹果 A20 芯片探究
- 6-6集成Arm CPU + Blackwell GPU应用详解
- 6-6Lunar Lake架构处理器技术参数描述
- 相关IC型号
公网安备44030402000607
