各種溫度傳感器分類及其原理
1、LM56溫度開關(guān)
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50μA的負(fù)載。
電源
電壓從2.7~10V，工作電流最大230μA，內(nèi)置傳感器的靈敏度為6.2mV/℃，傳感器輸出電壓為6.2mV/℃×T+395mV。
2、MAX6501/02/03/04溫度監(jiān)控開關(guān)
MAX6501/02/03/04是具有邏輯輸出和SO
T-23封裝的溫度監(jiān)視器件開關(guān)，它的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)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(wú)需任何外部元件。其中MAX6501/MAX6503為漏極開路低電平報(bào)警輸出，MAX6502/MAX6504為推/拉式高電平報(bào)警輸出，MAX6501/MAX6503提供熱溫度預(yù)置門限（35℃到+115℃），當(dāng)溫度高于預(yù)置門限時(shí)報(bào)警；MAX6502/MAX6504提供冷溫度預(yù)置門限（-45℃到+15℃），當(dāng)溫度低于預(yù)置門限時(shí)報(bào)警。 對(duì)于需要一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度超限報(bào)警而又空間有限的應(yīng)用如筆記本電腦、蜂窩移動(dòng)電話等應(yīng)用來(lái)說(shuō)是非常理想的，該器件的典型溫度誤差是±0.5℃，最大±4℃，滯回溫度可通過(guò)引腳選擇為2℃或10℃，以避免溫度接近門限值時(shí)輸出不穩(wěn)定。這類器件的工作電壓范圍為2.7V到5.5V，典型工作電流30μA。
三、數(shù)字式溫度傳感器
1、MAX6575
/76/77 數(shù)字溫度傳感器
如果采用數(shù)字式接口的溫度傳感器，上述設(shè)計(jì)問(wèn)題將得到簡(jiǎn)化。同樣，當(dāng)A/D和微處理器的I/O管腳短缺時(shí)，采用時(shí)間或頻率輸出的溫度傳感器也能解決上述測(cè)量問(wèn)題。以MAX6575/76/77系列SOT-23封裝的溫度傳感器為例，這類器件可通過(guò)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)，并具備±0.8℃的典型精度，一條線最多允許掛接8個(gè)傳感器，150μA典型電源電流和2.7V到5.5V的寬電源電壓范圍及-45℃到+125℃的溫度范圍。它輸出的方波信號(hào)具有正比于絕對(duì)溫度的周期，采用6腳SOT-23封裝，僅占很小的板面。該器件通過(guò)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(cè)出周期后就可計(jì)算出溫度。
2、可多點(diǎn)檢測(cè)、直接輸出數(shù)字量的數(shù)字溫度傳感器
DS1612 DS1612是美國(guó)達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS
數(shù)字式溫度傳感器。內(nèi)含兩個(gè)不揮發(fā)性存儲(chǔ)器，可以在存儲(chǔ)器中任意的設(shè)定上限和下限溫度值進(jìn)行恒溫器的溫度控制，由于這些存儲(chǔ)器具有不揮發(fā)性，因此一次定入后，即使不用CPU也仍然可以獨(dú)立使用。
溫度測(cè)量原理和精度：在芯片上分別設(shè)置了一個(gè)振蕩頻率溫度系數(shù)較大的振蕩器（OSC1）和一個(gè)溫度系數(shù)較小的振蕩器（OSC2）。在溫度較低時(shí)，由于OSC2的開門時(shí)間較短，因此溫度測(cè)量計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值（n）較小；而當(dāng)溫度較高時(shí)，由于OSC2的開門時(shí)間較長(zhǎng)，其計(jì)數(shù)值（m）增大。
如果在上述計(jì)數(shù)值基礎(chǔ)上再加上一個(gè)同實(shí)際溫度相差的校正數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)高精度的數(shù)字溫度傳感器。該公司將這個(gè)校正值定入芯片中的不揮發(fā)存儲(chǔ)器中，這樣傳感器輸出的數(shù)字量就可以作為實(shí)際測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)，而不需要再進(jìn)行校準(zhǔn)。它可測(cè)量的溫度范圍為-55℃~+125℃，在0℃~+70℃范圍內(nèi)，測(cè)量精度為±0.5℃，輸出的9位編碼直接與溫度相對(duì)應(yīng)。
DS1621同外部電路的控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的通信是通過(guò)雙向總線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由CPU生成串行時(shí)鐘脈沖（SCL），SDA是雙向數(shù)據(jù)線。通過(guò)地址引腳A0、A1、A2將8個(gè)不同的地址分配給各器件。通過(guò)設(shè)定寄存器來(lái)設(shè)置工作方式，并對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。被測(cè)的溫度數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在溫度傳感器寄存器中，高溫（TH）和低溫（TL）閾值寄存器存儲(chǔ)了恒溫器輸出（Tout）的閾值。
現(xiàn)在，各種集成的溫度傳感器的功能越來(lái)越專業(yè)化。比如，MAXIM公司近期推出的MAX1619是一種增強(qiáng)型精密遠(yuǎn)端數(shù)字溫度傳感器，能夠監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)端P-N結(jié)和其自身封裝的溫度。 它具有雙報(bào)警輸出：ALERT和OVERT。ALERT用于指示各 傳感器的高/低溫狀態(tài)，OVERT信號(hào)等價(jià)于一個(gè)自動(dòng)調(diào)溫器，在遠(yuǎn)端溫度傳感器超上限時(shí)觸發(fā)，MAX1619與MAX1617A完全軟件兼容，非常適合于系統(tǒng)關(guān)斷或風(fēng)扇控制，甚至在系統(tǒng)“死鎖”后仍能正常工作。美國(guó)達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司的DS1615是有記錄功能的溫度傳感器。器件中包含實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)字式溫度傳感器、非易失性存儲(chǔ)器、控制邏輯電路以及串行接口電路。數(shù)字溫度傳感器的測(cè)量范圍為-40℃~+85℃，精度為±2℃，讀取9位時(shí)的分辨率是0.03125℃。時(shí)鐘提供的時(shí)間從秒至年月，并對(duì)到2100年以前的閏年作了修正。電源電壓為2.2V~5.5V，8腳SOIC封裝。DS17775是數(shù)字式溫度計(jì)及恒溫控制器集成電路。其中包含數(shù)字溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字寄存器、恒溫控制比較器以及兩線串行接口電路。供電電壓在3V至5V時(shí)的測(cè)量溫度精度為±2℃，讀取9位時(shí)的分辨率是0.5℃，讀取13位時(shí)的分辨率是0.03125℃。
