集成溫度傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的,因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。是一種常用的溫度傳感器產(chǎn)品,具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn),可以有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)溫度傳感器的響應(yīng)時(shí)間慢、熱慣性大、內(nèi)線性不好等癥狀,被廣泛用于多個(gè)領(lǐng)域中。
集成溫度傳感器的原理及分類
按照溫度傳感器輸出信號(hào)的模式,可大致劃分為三大類:數(shù)字式溫度傳感器、邏輯輸出溫度傳感器、模擬式溫度傳感器。
1、模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的,它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等,適合遠(yuǎn)距離測溫、控測,不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn),外圍電路簡單。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器,典型產(chǎn)品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。
模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器,典型產(chǎn)品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序,這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng),工作時(shí)并不受微處理器的控制,這是二者的主要區(qū)別。
2、智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前,國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量,適配各種微控制器(MCU);并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能的,其智能化和諧也取決于軟件的開發(fā)水平。
3、邏輯輸出型溫度傳感器 在許多應(yīng)用中,我們并不需要嚴(yán)格測量溫度值,只關(guān)心溫度是否超出了一個(gè)設(shè)定范圍,一旦溫度超出所規(guī)定的范圍,則發(fā)出報(bào)警信號(hào),啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)扇、空調(diào)、加熱器或其它控制設(shè)備,此時(shí)可選用邏輯輸出式溫度傳感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。LM56是NS公司生產(chǎn)的高精度低壓溫度開關(guān),內(nèi)置1.25V參考電壓輸出端。最大只能帶50ìA的負(fù)載。MAX6501/02/03/04是具有邏輯輸出和SOT-23封裝的溫度監(jiān)視器件開關(guān),它的設(shè)計(jì)非常簡單:用戶選擇一種接近于自己需要的控制的溫度門限(由廠方預(yù)設(shè)在-45℃到+115℃,預(yù)設(shè)值間隔為10℃)。直接將其接入電路即可使用,無需任何外部元件。
集成溫度傳感器的典型應(yīng)用
1、邏輯輸出型溫度傳感器:主要應(yīng)用于LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510。使用時(shí),會(huì)設(shè)置溫度范圍,一旦溫度超出所規(guī)定的范圍,則發(fā)出報(bào)警信號(hào),啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)扇、空調(diào)、加熱器或其它控制設(shè)備,此時(shí)可選用邏輯輸出式溫度傳感器。
2、數(shù)字式溫度傳感器:如果采用數(shù)字式接口的溫度傳感器,這類器件可通過單線和微處理器進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的傳送,提供三種靈活的輸出方式--頻率、周期或定時(shí),它輸出的方波信號(hào)具有正比于絕對(duì)溫度的周期,該器件通過一條I/O與微處理器相連,利用微處理器內(nèi)部的計(jì)數(shù)器測出周期后就可計(jì)算出溫度。