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重点解说使用温度传感器进行设计第五部分:IC温度传感器

来源:发表时间:2019-05-18


      上海自动化仪表三厂之前的四篇专栏文章介绍了热敏电阻,RTD(电阻温度探测器)和热电偶温度传感器(参考文献1 到 4)。市场上的集成温度传感器还可以解决您的温度问题(图1)。这些传感器的工作温度范围仅为-55至+ 200°C。但是,它们易于安装在PCB上,并且具有用户友好的输出格式。难以对各种类型的IC传感器进行分类,但以下段落描述了这些硅芯片的输入,内部和输出的一般性。


      IC温度传感器具有多种输入和输出选项。例如,您可以选择在硅芯片内具有实际温度传感器的IC温度传感器。该传感器报告传感器位置的温度。相比之下,您可以将许多IC温度传感器连接到远程二极管和IR传感器。当您想要一种便宜的方式来远程检测电子设备的温度或想要与可用的微控制器或处理器内部二极管连接时,远程二极管就派上用场了。
      当您在这些芯片的输出端获取温度信息时,您将看到许多接口,包括电压和电流模拟输出,数字SPI,数字I 2C和PWM。模拟电压和电流输出IC传感器可让您将信号保持在模拟域中。然而,对于顽固的数字化人士,温度信息以标准SPI或三线格式以及双线I 2 C和SMBus(系统管理总线)格式提供。这些数字接口提供抗噪性,易于PCB布线。利用这些类型的数字信号,您可以在有限的温度范围内获得高达16位的分辨率和高达±0.5°C的温度精度,在整个温度范围内具有±2.5°C的温度。
      设计人员利用这些硅基IC的工艺技术,为每个人带来优势。例如,这些芯片中的一些提供过温信号通知。如果IC传感器可以连接到远程二极管,它还可能包括β,电阻和eta因子的补偿功能。
      这些温度传感器有一些限制。例如,您必须使用RTD或热电偶温度传感器来检测低于-55°C或高于200°C的温度。如果您的设计需要高重复性和准确性,RTD是您的最佳选择。IC温度传感器对温度变化的响应性取决于器件的封装尺寸; 较小的包裹响应更快。RTD,热电偶和热敏电阻通常在1到10秒内响应。IC温度传感器响应约4至60秒。
      IC温度传感器很有吸引力,因为它们包括片上信号调理电路。系统设计人员无需担心线性化,冷端补偿,比较器,额外的ADC或电压基准。这种低成本的方法可能正是您在现场保护系统所需的方法。

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