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抱负的应用于工业用具的长途温度传感器

远程温度传感器具有其它IC温度传感器所具有的全部优点,其中包括线性响应、无需校准以及低功耗,因此非常适用于工业应用。要理解远程温度传感器的概念以及与本地温度传感器的不同,首先要先来回顾一下温度传感器集

长途温度传感器具有其它IC温度传感器所具有的悉数长处,其间包含线性呼应、无需校准以及低功耗,因而十分适用于工业运用。

要了解长途温度传感器的概念以及与本地温度传感器的不同,首先要先来回忆一下温度传感器集成电路 (IC) 的一些基础知识。硅温度传感器集成电路运用的是硅PN结随温度改变而改变的根本运转方法。

因而,假如使电流流经在不同区域的两个PN结,它们就会发生出两个不同的正向电压值。在电流恒守时,电压会跟着PN温度结点上的温度改变而改变。这两个电压之间的差与绝对温度成份额:

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了解了一切温度传感器 IC的根本作业原理之后,第二个问题是有关长途温度传感器和本地温度传感器之间的差异。本地温度传感器的PN结通常被热衔接至封装的接地引脚。依据热平衡原理,PN结上的温度大体上与接地引脚已衔接的印刷电路板 (PCB) 感受到的温度是相同的。

长途温度传感器感测本地温度时与本地温度传感器相同。此外,它们还感测体系中的一个或多个长途二极管或晶体管。在许多状况下,这些长途元器材坐落其他的IC中,比如处理器,专门用处集成电路 (ASIC),或许现场可编程门阵列 (FPGA)。这儿的“长途二极管”实践上是一个PNP晶体管,此晶体管的集极和器材的基板相衔接。

PNP是大多数CMOS处理的固有器材,因而可在任何简单呈现过热状况的杂乱而高耗电量的电路中轻松运用。或许在那些有必要监督多个点温度的体系中,为了完成高效益,可在每个“长途”方位选用一个规范晶体管(比如2N3904或2N3906)。

此外,长途温度传感器集成了一个模数转换器 (ADC),此 ADC 在输入上具有一个模仿复用器,以便在不同温度源之间切换。这样可经过一个规范串口,比如I2C或串行外设接口 (SPI),完成与操控器的直接对接,而且可将过热警报等热办理中的某些功用转交温度传感器进行处理。

长途结温晶体管

长途温度传感器在调整后能够与特定类型的晶体管衔接一起作业。因为这些长途晶体管/二极管在几许图形处理以及其它变量处理方面的特色不同,长途温度传感器在核算长途温度时应该包含某些方法来应对这些差异。假如选用了不同的衔接类型,那么有必要运用“非抱负”因子对不同的晶体管类型进行补偿:

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其间:

TCF = 温度批改因子

TCR = 所需温度规模的中心

ηTS = 长途温度传感器非抱负技能标准

ηProcess = 针对长途晶体管/二极管的非抱负技能标准

许多新式的温度传感器,比如德州仪器 (TI) 出产的TMP451,具有针对非抱负因子的多重选项,这样它就能够与不同的离散型晶体管或处理节点专用%&&&&&% (ASIC) 集成温度二极管一起运用。

长途温度传感器所包含的别的一个一般信号调整功用是串联电阻抵消。运用中的串联电阻通常是由PCB走线电阻形成的。这个长途线路长度能够由长途温度传感器主动抵消,然后避免或许发生的温度偏移。典型器材能够抵消总计高达1kΩ的串行线路电阻。这样就无需额定特性化和温度偏移校对了。

一旦处理器、ASIC 和 FPGA的处理几许图形到达90nm或更小时,长途感测二极管/晶体管的特性会随之改变。前期长途温度传感器的作业方法是操控射极的电流。在处理较小的几许图形时,这些晶体管的物理特点的改变程度,使VBE 变成集极与射极电流之间的函数。假如晶体管的BETA特性与集极电流无关的话,那么对射极电流的操控能够供给满足的精确度。

但是,这些新式的、更小几许尺度晶体管体现出了与集极电流相关的BETA特性。像许多更新式的长途温度传感器,比如TI出产的TMP435,就经过操控集极电流而非射极电流来完成一个主动BETA补偿功用。TMP435能依据外部晶体管的BETA因子来主动检测并挑选正确的规模。

挑选长途温度结仍是热敏电阻?

热敏电阻是最常用的温度丈量器材。从本质上讲,热敏电阻是一个阻性元件,其电阻值跟着器材上的温度成份额改变。因为热敏电阻是一种相对较小的组件,它能够在间隔物体十分近的方位上监督物体温度。

在某些运用中,这一点会成为本地温度传感器的一个约束要素。而用长途晶体管来代替热敏电阻,就能够完成与热敏电阻十分相似的封装尺度。但是,这还带来了许多温度传感器IC的优势,包含整体功耗的下降、抗噪数据传输的削减,以及简化的完成方法和信号处理。

抱负的运用于工业用具的长途温度传感器

上图中显现的是温度传感器的线性呼应与热敏电阻的非线性呼应之间的比照图。

硅温度传感器的呼应功能优于热敏电阻,然后完成了这种简化成(请见图表)。无需额定的处理来核算实践温度。

总结

许多工业运用需要在体系内的多个方位监督温度。不管是为了保证体系可靠性,仍是完成部分体系的闭环操控,对温度的精确监督能完成体系功能的最优化。

长途温度传感用具有其它IC温度传感器的悉数长处,其间包含线性呼应、无需校准,以及低功耗。它们能够监督多个方位的温度,而又无需多个信号处理途径。依据所选长途二极管或晶体管,传感器能够用于不同的安装装备,而安装在电路板上的本地温度传感器%&&&&&%在这一点上就相形见绌了。

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