首页 公司简介 产品展台 开发生产 资料下载 技术支持 解决方案 展会消息
代理经销 集成电路 高频微波 消费电子 工控网络 安防报警 光纤光电 汽车电子
合作交流 留言本 友情连接 热卖产品 销售网络 招聘加盟 新品介绍 联系我们
传感器/变送器/仪表按厂商品牌选用指南按种类分类选用指南按行业应用选用指南 模块模组 隔离采集仪器仪表
产品资料 技术资料 样例工程 产品驱动 参考设计 应用电路 通讯协议 使用说明 支持软件 数据查询 问题解答 标准法规 图书资料 基础知识

热门传感器/特殊功能模块常用传感器/开关/模块类集成传感器/智能传感器温度传感器/温度变送器

 
NSC集成传感器
ADI集成传感器
TI集成传感器
FRESCALE集成传感器
NXP集成传感器
ST集成传感器
MAXIM集成传感器
MICROCHIP集成传感器
TOSHIBA传感器
Panasonic电工传感器
SHARP传感器
SANYO传感器
TDK传感器
SONY传感器
三菱传感器
村田传感器
ROHM传感器
VISHAY传感器
SIMENS/EPCOS传感器
SEIKO/EPSON/NPC传感器
 
集成传感器/智能传感器
集成温度传感器及控制器
集成温度补偿器
集成湿度传感器
集成转速传感器
集成加速度传感器
集成电流传感器及变送器
集成磁场传感器
集成压力传感器
集成液位传感器
集成烟雾传感器
集成混浊度传感器
集成偏航角速度传感器
集成可见光亮度传感器
集成指纹传感器
集成无线及红外收发器
传感器信号调理器
传感器信号处理器
图像信号处理器
单片数据采集
单片电能计量系统
单片相位差测量系统
单片功率测量系统
单片彩色扫描仪
集成电场感应传感器
集成安防传感器
集成防盗报警传感器
智能化传感器/传感器网络
传感器IC/传感电路/配件
传感器软件/传感器系统
 
 
 
霍尔产品种类介绍
开关
单极霍尔
双极霍尔开关
微功耗霍尔开关
线性霍尔
單/全 極性霍爾開關IC
線性霍爾IC
雙線圈輸出霍IC
單線圈輸出霍爾 IC
參考電壓源IC
電流感測元件
锁存霍尔
线性型霍尔
齿轮传感霍尔
微功耗超灵敏霍尔
无刷电机霍尔 
霍尔电流传感器
直流电机驱动IC
步进电机驱动IC
霍尔产品厂家介绍
 霍尔(电路)元件
 

 
 单输出霍尔开关集成电路
 
 单输出锁存霍尔开关集成
 
 线性输出霍尔集成电路
 
 霍尔(电路)元件
 

 
 单输出霍尔开关集成电路
 
 超灵微耗开关霍尔集成
 
 单输出锁存霍尔开关集成
 
 线性输出霍尔集成电路
 
 齿轮传感霍尔集成电路
 
 霍尔电流传感器
 
 霍尔(电路)元件
 

 
 单输出锁存霍尔开关集成
 
 齿轮传感霍尔集成电路
 
 霍尔(电路)元件
 

 
 单输出霍尔开关集成电路
 
 线性输出霍尔集成电路
 
霍尔(电路)元件
 

 
 齿轮传感霍尔集成电路
 
 霍尔(电路)元件
 

 
 线性输出霍尔集成电路
 
 霍尔(电路)元件
 

 
 单输出霍尔开关集成电路
 
 线性输出霍尔集成电路
 
霍尔(电路)元件
 

 
 齿轮传感霍尔集成电路
 
霍尔(电路)元件
 

 
 单输出锁存霍尔开关集成
 
霍尔(电路)元件
 

 
 线性输出霍尔集成电路
 
   干簧管
 

 
 俄罗斯MKA干簧管
 
 OKI干簧管
 
 扁型干簧管
 
 ALEPH(艾礼富)干簧管
 
 HAMLIN干簧管
 
 Standex干簧管
 
 COTO干簧管
 
 MEDER干簧管
 
 国产干簧管
 
 干簧接近开关
 
   干簧继电器
 

 
 高压干簧继电器
 
 低压干簧继电器
 
霍尔技术支持
霍尔元件基本原理
霍尔开关
霍尔元件的应用范围
霍尔效应
霍尔元件的好坏检测
霍尔应用资料
霍尔元件及其应用(一)
霍尔元件及其应用(二)
霍尔元件及其应用(三)
霍尔元件及其应用(四)
霍尔元件及其应用(五)
霍尔元件及其应用(六)
 
 
干簧管技术支持
干簧管与霍尔效应传感器
接近传感器中干簧管介绍
干簧管的触点说明
接近传感器应用注意
液位浮球开关使用说明
干簧管应用注意
水流开关/流量传感器
干簧管产品应用
汽车中的应用
船舶中的应用
磁簧开关应用
电子和通讯中的应用
家电中的应用
建设和安全中的应用
工业控制中的应用
运动器材的应用
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  集成温度传感器的分类和应用   智能化集成温度传感器原理与应用,常用集成温度传感器介绍

红外测温仪/红外热像仪 常用红外温度传感器系列 常用红外温度传感器及资料下载红外温度传感器模块摸组  红外线温度传感器一 红外线温度传感器二 红外线温度传感器 红外线温度传感器 四 红外测温模块红外测温模块二 红外测温模块 三 红外测温模块 四 红外热像红外气体分析红外行业应用红外相关配件红外技术资料

LM35集成温度传感器 AD592集成温度传感器 AD590集成温度传感器 AD590
屏蔽防水型数字温度传感器DS18B20 LM35集成温度传感器 AD592集成温度传感器 AD590集成温度传感器 AD590集成温度传感器

数字温度传感器(DS18B20) 
本公司专业大批量开发生产屏蔽防水型耐高温冷热耐腐蚀耐酸碱防爆数字或模拟输出温度传感器DS18B20, 如DS18B20、LM35、AD490、AD592等,并有各种标准及订制封装形式,最新推出简单方便易用的DS18B20数字温度传感器,该产品采用美国DALLAS公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片,经焊接,外加不锈钢保护管封装而成,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
1、技术性能描述
1.1 独特的单线接口方式,DS1820在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS1820的双向通讯。
1.2 测温范围:-55℃~125℃,固有测温分辨率0.5℃。
1.3 支持多点组网功能,多个DS1820可以并联在唯一的三线上,实现多点测温。
1.4 工作电源:3~5V/DC。
1.5 在使用中不需要任何外围元件。
1.6 测量结果以9位数字量方式串行传送。
1.7 不锈钢保护管直径Φ6。
2、应用范围
2.1 该产品适用于冷冻库,粮仓,储罐,电讯机房,电力机房,电缆线槽等测温和控制领域。
2.2 轴瓦,纺机,空调等狭小空间工业设备。
2.3 供热/制冷管道热量计量,中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制。

集成温度传感器的产品分类
1.1模拟集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。

1.2模拟集成温度控制器
模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器,典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二者的主要区别。

1.3智能温度传感器
智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(cpu)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。

2智能温度传感器发展的新趋势
进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

2.1提高测温精度和分辨力
在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力只能达到1°C。目前,国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器,所用的是9~12位A/D转换器,分辨力一般可达0.5~0.0625°C。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器,能输出13位二进制数据,其分辨力高达0.03125°C,测温精度为±0.2°C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例,它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27us、9us。

2.2增加测试功能
新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。例如,DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能,利用芯片内部256字节的E2PROM存储器,可存储用户的短信息。另外,智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展,这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。?br>

智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择,主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式,有的还增加了低温极限扩展模式,操作非常简便。对某些智能温度传感器而言,主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX6654),分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。

能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。典型产品有DS1620、DS1623、TCN75、LM76、MAX6625。智能温度控制器适配各种微控制器,构成智能化温控系统;它们还可以脱离微控制器单独工作,自行构成一个温控仪。

2.3总线技术的标准化与规范化
目前,智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化,所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。

2.4可靠性及安全性设计
传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术,其噪声容限低,抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器(例如TMP03/04、LM74、LM83)普遍采用了高性能的Σ-Δ式A/D转换器,它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号,再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术,来提高有效分辨力。Σ-Δ式A/D转换器不仅能滤除量化噪声,而且对外围元件的精度要求低;由于采用了数字反馈方式,因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。

为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作,在AD7416/7417/7817、LM75/76、MAX6625/6626等智能温度传感器的内部,都设置了一个可编程的“故障排队(fAultqueue)”计数器,专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数达到或超过所设定的次数n(n=1~4)时,才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的,故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定n=3时,那么偶然受到一次或两次噪声干扰,都不会影响温控系统的正常工作。

LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器,非常适合设计一个符合ACPI(AdvAnced ConfigurAtion And Power InterfAce,即“先进配置与电源接口”)规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能,可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为tH,台式计算机一般为75°C,高档笔记本电脑的专用CPU可达100°C。一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时, INT端立即使主机产生中断,再通过电源控制器发出信号,迅速将主电源关断起到保护作用。此外,当温度超过CPU的极限温度时,严重超温报警输出端(T_CRIT_A)也能直接关断主电源,并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源,以防主电源控制失灵。上述三重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。

为防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路,一般可承受1000~4000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100PF电容和1.2K欧姆电阻串联而成的电路模型,当人体放电时,TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中断/比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可承受4000V的静电放电电压。

最新开发的智能温度传感器(例如MAX6654、LM83)还增加了传感器故障检测功能,能自动检测外部晶体管温度传感器(亦称远程传感器)的开路或短路故障。MAX6654还具有选择“寄生阻抗抵消”(PArAsitic ResistAnce CAncellAtion,英文缩写为prc)模式,能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差,即使引线阻抗达到100欧姆,也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。

2.5虚拟温度传感器和网络温度传感器
(1)虚拟传感器
虚拟传感器是基于传感器硬件和计算机平台、并通过软件开发而成的。利用软件可完成传感器的标定及校准,以实现最佳性能指标。最近,美国B&K公司已开发出一种基于软件设置的TEDS型虚拟传感器,其主要特点是每只传感器都有唯一的产品序列号并且附带一张软盘,软盘上存储着对该传感器进行标定的有关数据。使用时,传感器通过数据采集器接至计算机,首先从计算机输入该传感器的产品序列号,再从软盘上读出有关数据,然后自动完成对传感器的检查、传感器参数的读取、传感器设置和记录工作。

(2)网络温度传感器
网络温度传感器是包含数字传感器、网络接口和处理单元的新一代智能传感器。数字传感器首先将被测温度转换成数字量,再送给微控制器作数据处理。最后将测量结果传输给网络,以便实现各传感器之间、传感器与执行器之间、传感器与系统之间的数据交换及资源共享,在更换传感器时无须进行标定和校准,可做到“即插即用(Plug&PlAy)”,这样就极大地方便了用户。

2.6单片测温系统
单片系统(System On Chip)是21世纪一项高新科技产品。它是在芯片上集成一个系统或子系统,其集成度将高达108~109元件/片,这将给IC产业及IC应用带来划时代的进步。半导体工业协会(SIA)对单片系统集成所作的预测见表1。目前,国际上一些著名的IC厂家已开始研制单片测温系统,相信在不久的将来即可面市。
几种常用温度传感器的原理及发展
1 引言
科学技术离不开测量。测量的目的就是要获得被测对象的有关物理或化学性质的信息,以便根据这些信息对被测对象进行评价或控制,完成这一功能的器件就我们称之为传感器。传感器是信息技术的前沿尖端产品,被广泛用于工农业生产、科学研究和生等领域,尤其是温度传感器,使用范围广,数量多,居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段;
(1) 传统的分立式温度传感器(含敏感元件);主要是能够进行非电量和电量之间转换。
(2) 模拟集成温度传感器/控制器;
(3) 智能温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。

2 传感器的分类
传感器分类方法很多,常用的有2种:一种是按被测的参数分,另一种是按变换原理来分。通常按被测的参数来分类,可分为热工参数:温度、比热、压力、流量、液位等;机械量参数:位移、力、加速度、重量等;物性参数:比重、浓度、算监度等;状态量参数:颜色、裂纹、磨损等。温度传感器属于热工参数。
温度传感器按传感器于被测介质的接触方式可分为2大类:一类是接触式温度传感器,一类是非接触式温度传感器,接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触,通过热传导及对流原理达到热平衡,这时的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高,并在一定程度上还可测量物体内部的温度分布,但对于运动的、热容量比较小的、或对感温元件有腐蚀作用的对象,这种方法将会产生很大的误差。
非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可测温度场的温度分布,但受环境的影响比较大。

3 传感器的原理及发展
3.1 传统的分立式温度传感器—热电偶传感器
热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器,它与被测对象直接接触,不受中间介质的影响,具有较高的精确度;测量范围广,可从-50℃-1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁-镍铬,最低可测到-269℃,钨-铼最高可达2800℃。
热电偶传感器主要按照热电效应来工作。将两种不同的导体A和B 连接起来,组成一个闭合回路,即构成感温元件,如图1所示。当导体A和B的两个接点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一定大小的电流,这种现象即称为热电效应,也叫温差电效应。热电偶就是利用这一效应进行工作的。热电偶的一端是将A、B两种导体焊接在一起,称为工作端,置于温度为t的被测介质中。另一端称为参比端或自由端,放于温度为t0的恒定温度下。当工作端的被测介质温度发生变化时,热电势随之发生变化,将热电势送入计算机进行处理,即可得到温度值。


热电偶两端的热电势差可以用下式表示:
Et=E(t)-E(t0)
式中:Et—热电偶的热电势
E(t)—温度为t时的热电势
E(t0)—温度为t0时的热电势
当参比端的温度t0恒定时,热电势只于工作端的温度有关,即Et=f(t)。
当组成热电偶的热电极的材料均匀时,其热电势的大小与热电极本身的长度和直径无关,只与热电极的成分及两端的温度有关。

3.2 集成(IC)温度传感器
(1) 模拟集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控测,不需要进行非线性校准,外围电路简单。目前在国内外仍普遍应用的一种集成传感器,下面介绍一种具有高灵敏度和高精度的IC温度传感器—AN6701。
AN6701的原理图如图2所示,它由温度检测电路、温度补偿电路以及缓冲放大器3部分组成。


IC温度传感器的检测电路是利用晶体管对两个发射极的电流密度差产生基极-发射极之间的电压差(VbC)的原理而工作的。图3所示为温度检测及温度补偿电路图。图2中,T1-T5为检测电路,T8-T11及RC组成的电路产生正比其绝对温度的电流,该电流通过T12和T13注入T7,即可获得对应于注入电流的补偿温度。RC为外接电阻,使传感器的校准比较方便。


(2) 智能温度传感器
传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化和谐也取决于软件的开发水平。

4 智能温度传感器发展的新趋势
21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
4.1 提高测温精度和分辨力
21世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力只能达到1℃。目前,国外已相继推出多种高速度、高分辨力的智能温度传感器,所用的是9~12位A/D转换器,分辨力一般可达0.5~0.0625℃。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器,能输出13位二进制数据,其分辨力高达0.03125℃,测温精度为±0.2℃。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例,它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27μs、9μs。
4.2 增加测试功能
温度传感器的测试功能也在不断增强。例如,DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能,利用芯片内部256字节的E2PROM存储器,可存储用户的短信息。另外,智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展,这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。
传感器都具有多种工作模式可供选择,主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式,有的还增加了低温极限扩展模式,操作非常简便。对某些智能温度传感器而言,主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX6654),分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。
4.3 总线技术的标准化与规范化
智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化,所采用总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和SPI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。
4.4 可靠性及安全性设计
D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术,其噪声容限低,抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器(例如TMP03/204、LM74、LM83)普遍采用了高性能的∑-Δ式A/D转换器不仅能滤除量化噪声,而且对外围元件的精度要求低;由于采用数字反馈方式,因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。
为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作,在AD7416/7417/7817、LM75/76、MAX6625/6626等智能温度传感器的内部,都设置了一个可编程的“故障排队(fault queue)”计数器,专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数达到或超过所设定的次数n(n=1~4)时,才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的,故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定n=3时,那么偶然受到一次或两次噪声干扰,都不会影响温控系统的正常工作。
76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器,非常适合设计一个符合ACPI(Advanced Configuration and Power Interface,即“先进配置与电源接口”)规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能,可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为tH,台式计算机一般为75℃,高档笔记本电脑的专用CPU可达100℃。一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时,INT端立即使主机产生中断,再通过电源控制器发出信号,迅速将主电源关断起到保护作用。此外,当温度超过CPU的极限温度时,严重超温报警输出端(T_CRIT_A)也能直接关断主电源,并且该端还可通过独立的硬件判断电路来切断主电源,以防主电源控制失灵。上述三重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。
为防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路,一般可承受1000~4000V的静电放电电压。通常是将体等效于由100pF电容1.2kΩ电阻串联而成的电路模型,当人体放电时,TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中断/比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可随4000V的静电放电电压。最新开发的智能温度传感器(例如MAX6654、LM83)还增加了传感器故障检测功能,能自动检测外部晶体管温度传感器(亦称远程传感器)的开路或短路故障。MAX6654还具有选择“寄存阻抗抵消”(Parasitic Resistance Cancellation,英文缩写为PRC)模式,能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差,即使引线阻抗达到100Ω,也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。
4.5 虚拟温度传感器和网络温度传感器
虚拟传感器是基于传感器硬件和计算机平台、并通过软件开发而成的。利用软件可完成传感器的标定及校准,以实现最佳性能指标。最近,病因B&K公司已开发出一种基于软件设置的TEDS型虚拟传感器,其主要特点是每只传感器都有唯一的产品序列号并且附带一张软盘,软盘上存储着对该传感器进行标定的有关数据。使用时,传感器通过数据采集器接至计算机,首先从计算机输入该传感器的产品序列号,再从软盘上读出有关数据,然后自动完成对传感器的检查、传感器参数的读取、传感器设置和记录工作。

5 结束语
随着工业生产效率的不断提高,自动化水平与范围的不断扩大,对温度传感器的要求也越来越高,归纳起来有以下几个方面:
扩展测温范围:目前工业常用的测温范围为-200℃-3000℃,随着工业的发展,对超高温、超低温的测量要求越来越迫切,如在宇宙火箭技术中常常需要测量几千度的高温。
提高测量精度:随着电子技术的发展,信号处理仪表的精度有了很大的提高,特别是微型计算机的使用使得对信号的处理精度更加提高。
扩大测温对象:随着工业和人们日常生活要求的提高,现在已由点测量发展到线、面测量。在环境保护、家用电器上都需要各种各样的测温仪表。
发展新产品,满足特殊需要:在温度测量中,除了进一步扩展与完善管缆热电偶、热电阻,以及晶体管测温元件、快速高灵敏度的普通热电偶外,而且根据被测对象的环境,提出了许多特殊的要求。如防硫、防爆、耐磨的热电偶,钢水连续测温,火焰温度测量等。
显示数字化:温度仪表不但具有读数直观、无误差、分辨率高、测量误差小的特点,而且给温度仪表的智能化带来很大方便。
检定自动化:由于温度校验装置将直接影响温度仪表质量的提高,值得在这方面花大力气进行研究。我国已研制出用微型机控制的热电偶校验装置
 

如何为数字温度传感器选择系统接口

 
   热敏电阻、热电偶、模拟硅温度传感器和镍/铂电阻式温度检测器(RTD),需要进行校准以达到所需温度精度。作为混合信号器件数字温度传感器则不需要进行校准,它们具有集成数字逻辑,工作温度范围为-55℃到50℃,采用绝对温度比例(PTAT)电路,检测二极管基极-发射极电压(VBE)变化来测量本/远程温度。它具有简单集成硬件来保存温度值并对温度设定点、器件工作模式、睡眠模式以及快/慢转换速率进行编程设定。数据IC间总线(I2C总线)、系统管理总线(SMBus)或串行外围接口(SPI)来通信。实际上,每个器件生产时均会进行调整,温度检测精度达到±0.5℃以内更高,性价比和可靠性均很高。这些优点使数字温度传感器几乎任何可以想象到应用中都受到欢迎,包括PC、通信设备、手持设备和工业控制设备等。
    具体来说,数字温度传感器主要构成包括一个双电流源、一个Δ-Σ A/D转换器、数字逻辑和一个通向数字器件(如与一个微处理器或微控制器连接)串行接口(如I2C总线、SMBus或SPI)。数字温度传感器有两种:本或远程温度传感器,它们均采用某种方法强制两个成比例电流一个连接成二极管形式NPN或PNP晶体管,均用于测量所导致VBE变化,使用Δ-ΣA/D转换器对电压采样并将数值转换成数字格式。强制电流一般采用约10:1比例。强制施加比例电流和测量两个VBE差值,可消除二极管上IS这一与工艺相关参数一阶效应。
    每个温度传感器生产过程中均会进行调整,与要使用二极管理想参数匹配。远程二极管特性取自2N3904/6。本温度传感器硅衬底上一个简单NPN或PNP结构,远程温度传感器几乎总是集成一个本温度传感器。,远程传感器作用几乎总是像两个传感器一样。本温度传感器同一封装集成了一个热二极管。本传感器,封装和位于IC衬底上本二极管,热时间常数(即达到最终温度63.2%所需时间)为几分钟。总线负载过重或转换过快会造成器件自加热并影响温度精度。
温度数据变为可用所需时间称为转换速率。该速率由器件内部振荡器和A/D分辨率决定,一般低于100Hz或长于10ms。转换速率越快,温度数据可检索速度就越快,同时温度传感器消耗功率也就越大。存自加热效应,转换速率通常较低。图1显示了一个远程温度传感器和/或本温度传感器简化框图。
 

1
 
图1:数字温度传感器简化框图

I2C总线或SMBus温度传感器优点

最流行数字温度传感器是那些带有串行总线接口传感器。温度传感器总线选择很大程度上取决于所选微处理器或控制器上有哪些可用接口。控制器选择取决于工程师对其拥有经验多少。需要经常进行数据流传输系统数据,SPI是首选,它拥有较快时钟速率,速率可从几兆赫兹到几十兆赫兹。,系统管理活动,如读取温度传感器读数和查询多个从器件状态,需要多个主器件共存于同一系统总线上(系统冗余常会要求这一点),面向低功耗应用,这时I2C 或 SMBus将是首选接口。下面几部分将介绍每种串行总线及其优缺点。

1. SPI

    SPI 是一种四线制串行总线接口,为主/从结构,四条导线分别为串行时钟(SCLK)、主出从入(MOSI)、主入从出(MISO)和从选(SS)信号。主器件为时钟提供者,可发起读从器件或写从器件操作。这时主器件将与一个从器件进行对话。当总线上存多个从器件时,要发起一次传输,主器件将把该从器件选择线拉低,然后分别 MOSI 和 MISO 线启动数据发送或接收。

    SPI 时钟速度很快,范围可从几兆赫兹到几十兆赫兹,且没有系统开销。SPI 系统管理方面缺点是缺乏流控机制,主器件从器件均不对消息进行确认,主器件无法知道从器件是否繁忙。,必须设计聪明软件机制来处理确认问题。同时,SPI 也没有多主器件协议,必须采用很复杂软件和外部逻辑来实现多主器件架构。每个从器件需要一个单独从选择信号。总信号数最终为 n+3 个,其中 n 是总线上从器件数量。,导线数量将随增加从器件数量按比例增长。同样, SPI 总线上添加新从器件方便。额外添加每个从器件,都需要一条新从器件选择线或解码逻辑。图 2 显示了典型 SPI 读/写周期。址或命令字节后面跟有一个读/写位。数据 MOSI 信号写入从器件, MISO 信号自从器件中读出。图 3显示了 I2C总线/SMBus以及SPI系统框图。

2
 
图2:SPI 典型读/写周期


3

图3:(a)I2C总线/SMBus系统接口;(b)SPI 系统接口

2. I2C总线

    I2C 是一种二线制串行总线接口,工作主/从模式。二线通信信号分别为开漏 SCL 和 SDA 串行时钟和串行数据。主器件为时钟源。数据传输是双向,其方向取决于读/写位状态。每个从器件拥有一个唯一 7 或 10 位址。主器件一个起始位发起一次传输,一个停止位终止一次传输。起始位之后为唯一从器件址,再后为读/写位。

    I2C总线速度为从0Hz到3.4MHz。它没有SPI 那样快,但系统管理器件如温度传感器来说则非常理想。I2C 存系统开销,这些开销包括起始位/停止位、确认位和从址位,但它拥有流控机制。主器件完成接收来自从器件数据时总是发送一个确认位,其准备终止传输。从器件其接收到来自主器件命令或数据时总是发送一个确认位。当从器件未准备好时,它可以保持或延展时钟,直到其再次准备好响应。

    I2C允许多个主器件工作同一总线上。多个主器件可以轻松同步其时钟,所有主器件均采用同一时钟进行传输。多个主器件可以数据仲裁检测哪一个主器件正使用总线,避免数据破坏。 I2C总线两条导线,新从器件只需接入总线即可,而无需附加逻辑。图4 显示了典型 I2C总线读/写操作。

4
 
图4:I2C总线/SMBus典型读/写操作

3. SMBus

    SMBus是一种二线制串行总线,1996年第一版规范开始商用。它大部分基于I2C总线规范。和 I2C一样,SMBus不需增加额外引脚,创建该总线主增加新功能特性,但只工作100kHz且专门面向智能电池管理应用。它工作主/从模式:主器件提供时钟,其发起一次传输时提供一个起始位,其终止一次传输时提供一个停止位;从器件拥有一个唯一7或10位从器件址。

    SMBus与I2C总线之间时序特性上存一些差别。首先,SMBus需要一定数据保持时间,而 I2C总线则是从内部延长数据保持时间。SMBus具有超时功能,当SCL太低而超过35 ms时,从器件将复位正进行通信。相反,I2C采用硬件复位。SMBus具有一种警报响应址(ARA),当从器件产生一个中断时,它不会马上清除中断,一直保持到其收到一个由主器件发送含有其址ARA为止。SMBus只工作从10kHz到最高100kHz。最低工作频率10kHz是由SMBus超时功能决定。

 

 

更多产品请看本公司产品专用销售网站:

中国传感器科技信息网:http://www.sensor-ic.com/

SSTKJ工控安防网:http://www.pc-ps.net/

SSTKJ电子 元器件网:http://www.sunstare.com/

SSTKJ微波光电产品网:HTTP://www.rfoe.net/

消费电子产品网://www.icasic.com/

科技产品网://www.sunstars.cn/传感器销售热线:

    地址:深圳市福田区福华路福庆街鸿图大厦9732室

    电话:0755-83376489 83376549 83607652 83370250   83370251   83376549

    传真:0755-83376182  (0)13902971329  MSN: xjr5@163.com

    邮编:518033   E-mail:szss20@163.com     QQ: 195847376

    深圳赛格展销部:深圳华强北路赛格电子市场9583号 电话:0755-83665529   13823648918

    技术支持: 0755-83394033 13501568376

欢迎索取免费详细资料、设计指南和光盘 ;产品凡多,未能尽录,欢迎来电查询。

    北京分公司:北京海淀区知春路132号中发电子大厦3097               TEL  13823791822  FAX010-62543996 

    上海分公司:上海市北京东路668号上海賽格电子市场地下一层D25号                TEL  56703037  13823676822  FAX021-56703037

    西安分公司:西安高新开发区20(中国电子科技集团导航技术研究所           西安劳动南路88号电子商城二楼D23 

            TEL  18926764199  FAX:029-77678271