IC類溫度傳感器的簡化設(shè)計(jì)

溫度傳感器現(xiàn)在已發(fā)生了很大變化,迄今為止，市場(chǎng)上提供的所有溫度傳感器都不具有模/數(shù)輸出功能。熱敏電阻、RTDs和熱電偶的使用都伴隨著一個(gè)模擬轉(zhuǎn)換裝置的使用或硅溫度傳感器。不幸的是，在重要應(yīng)用中，這些模擬輸出裝置都要求一個(gè)比較器，一塊ADC，或者一個(gè)放大器，以將它們的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成有用的信號(hào)。

因而，當(dāng)集成能力達(dá)到較高的水平時(shí)，具有數(shù)字界面的溫度傳感器就可出現(xiàn)了。目前所售的Ics溫度傳感器品種繁多，從處理越限溫度信號(hào)的簡單裝置到遠(yuǎn)程溫度的遙控和測(cè)量，并可進(jìn)行溫度的科編程設(shè)置。目前的選擇并不是僅對(duì)模擬輸出或數(shù)字輸出傳感器兩種功能的挑選，對(duì)傳感器的型號(hào)還有更廣的選擇，所用這些選擇都應(yīng)與你的系統(tǒng)匹配為準(zhǔn)則。

溫度傳感器的種類

現(xiàn)在將四種溫度傳感器在圖1中表示出來。理想的模擬傳感器提供一種輸出電壓，該電壓對(duì)溫度具有極佳的線性功能。傳感器B為數(shù)字I/O型，放大成1和0溫度數(shù)字信號(hào)可以通過一個(gè)串行總線到微處理器。沿著同樣的總線，數(shù)據(jù)也可從微處理器傳送到溫度傳感器，通常設(shè)置數(shù)字溫度輸出報(bào)警。當(dāng)溫度達(dá)到限值時(shí)，報(bào)警中斷信號(hào)就傳到微控制器。這種類型傳感器可用于風(fēng)扇控制。

“模擬脈沖”傳感器(C)可具有各種形式的數(shù)字輸出。電壓VVOUT與溫度的曲線是由IC決定的，當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)特別的越限溫度時(shí)，其數(shù)字輸出發(fā)生變化。在這種情況下，“脈沖”加到模擬溫度傳感器，而不需要比較器和參考電壓。當(dāng)器件被選通后，其它類型的“脈沖”部件會(huì)以延遲時(shí)間的形式傳輸溫度數(shù)據(jù)，也可能用頻率形式或方波形式(將在后面討論)。

系統(tǒng)監(jiān)控型(D)是四種中最復(fù)雜的類型?？膳c數(shù)字I/O口配合使用，這類裝置一般用來檢測(cè)系統(tǒng)電壓，當(dāng)電壓升高或降低到某一I/O設(shè)定值時(shí)，提供一個(gè)報(bào)警信號(hào)。

風(fēng)扇檢測(cè)的與/或控制有時(shí)就采用這種類型的IC。有些情況下，這種裝置用來確定風(fēng)扇是否正常工作。更復(fù)雜的型號(hào)可用于控制風(fēng)扇的一個(gè)和多個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)傳感器在此處并不討論，因?yàn)樗婕暗浇o出溫度傳感器可用的復(fù)雜函數(shù)模型。

模擬輸出溫度傳感器

熱敏電阻和硅溫度傳感器都被廣泛地用做模擬輸出溫度傳感器。圖2清楚地表明電壓和溫度之間的線性關(guān)系，硅溫度傳感器的線性比熱敏電阻的要好得多。然而，在狹窄的溫度范圍內(nèi)，熱敏電阻也能提供合理的線性和好的靈敏度。很多早期被熱敏電阻構(gòu)建的電路，現(xiàn)在已過時(shí)，目前已用硅溫度傳感器所替代。

硅溫度傳感器可采用不同的刻度輸出形式，例如，在輸出轉(zhuǎn)換上它可以用K、0C和0F表示。

在大部分應(yīng)用中，這些裝置的輸出被饋入到比較器或A/D轉(zhuǎn)換器用來把溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，盡管這是裝置的額外需要，但是熱敏電阻和硅溫度傳感器由于其價(jià)格低廉而能連續(xù)多年應(yīng)用。