叶云燕

    本文主要介绍为提高系统可靠性所采用的分布式测量技术及其温度集成传感器，并指出应用特征。

    可靠性的隐患与解决

    在微处理应用系统或工控系统中，为了防止系统损坏或性能降低，很多电子设备中都安装了用于监视发热情况的温度传感器。而对于不止有一个潜在“发热点”的系统之中，均要带有多个属于分布式的温度传感器。

    图1表示一个机箱的模型，图1中有三个地点可能产生散热，其中两个是高速芯片热源，即是微处理器(μP)、数字信号处理(DSP)芯片或图像控制器，它们的耗散功率足以产生危害性的温度。另外一个热源是安装在机箱后部散热器上的功率器件。

    在每一处都放置一个温度传感器可以使你单独监测每一处温度。任一处温度超出了安全范围系统就可以通过打开冷却风扇或减低时钟速度或关掉系统电源等措施以防止发生意外。为了确定风扇工作是否正常或外部环境温度是否降到足以使机内温度在安全范围之内，可利用空气入口处的第四个温度传感器来监视从冷却风扇进来的空气温度，

    大多数用于测量温度的集成电路(IC或所称温度传感集成电路)是用来检测管芯(或芯片核)的温度，这实际上等同于芯片封装引线的温度。所以只要紧靠发热器件，这些测量温度的集成电路(IC)就能很好地指示出热源温度。但由于热源要比安装部位上的电路板温度高，所以测得的电路温度要比热源实际温度偏低。

    为了减小这个温差，要尽可能将传感器靠近热源安装。将传感器和热源的地线引脚连在一起，若可行的话，又将电源引脚也连起来。并使覆铜面积足够大以保证良好的热传导。有些温度传感器(温度传感集成电路)在其封装上有突出部位，为此很方便地用螺栓将其固定到其它物体上，这种封装提供了一个从传感器安装部位到管芯的良好导热通路，从而使传感器非常适合于测量散热器或杌壳的温度。

    分布式温度测量的应用

    模拟传送与数宇传送

    模拟传送

    —旦将温度传感器放置在合适的地点，它门的温度信息必须送到微控制器(μc)。所采用的方法首先取决于测量温度的目的。如果只是定时地查询一下每个点的温度情况，常用的办法是安装模拟温度传感器(IC或热敏电阻／电阻组合)，再用—个模拟-数字转换器(ADC)周期性地测量它们的输出电压。ADC可以是一个单独的器件或者集成于微控制器之内，这样的ADC通常还包括一个多路复用器(MUX)或称多路开关。否则，你必须外加一个(如图2虚线框内的MUX)。

    如果传感器的信号线较长而系统产生的电气噪声较大，那么较高灵敏度的传感器将有利于减小噪声影响、改善精度。图2中所示的IC传感器MAX6602的灵敏度为 125mV／℃，在绝人多数应用系统中可以采用低分辨率的ADC。对那些工作温度范围比较宽的应用而言，高线性度的温度测量集成电路(IC)与热敏电阻相比，其好处就是在全温范围内具有均匀的温度分辨率。

    若微控制器缺少足够的模拟输入通道来接受系统内所有传感器和其它模拟输入信号。则可以考虑用以其它形式的传感器与微处理器进行连接通信。

    当模拟输入端口不足时，一个简单的多点温度测量的办法是采用具有内置ADC及标准串行接口的温度传感器。例如MAX6625与微控制器通信采用I2CTM/SMBusTM(I2C是philips Corp的商标，SMBus是Intel Corp的商标)兼容的两线串口。它具有一个可以设置传感器地址ADD的引脚，将该引脚连接至地、电源，SDA(源数据自动化)或SCL(串行时钟)引脚，可以选择四个地址中的一个。多达四个MAX6625可以连在同一个两线(SDA与SCL)制总线上(见图3所示)。

    数宇传送

    用MAX6625替换模拟输出

    将数字式温度传感器设置成不同的地址，系统中还可以容纳更多的数字温度传感器。例如，除了4只MAX6625外，还可以增加多达8只MAXl617，这样，利用一条总线总共可以监测12个地点的发热状况。因为MAX6625采用