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数字温度传感器全解答

2011-10-26 16:41
月城清浅
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  1 为什么数字温度传感器优于其他技术?

 

  数字传感器是完全集成和完全校准的温度测量解决方案,在许多方面优于热敏电阻和电阻温度检测器(RTD)等模拟型传感器技术。

  1.1 高性能

  高精度。传感器规格中涉及的所有误差均可精确到0.2°C(最大值)。

  高稳定性、可重复性和可靠性。漂移和可重复性包含在传感器规格中。

  快速热响应。热响应取决于传感器使用方式。例如,将传感器安装在大PCB上会限制热响应,因为PCB起了散热作用。

  可追溯性。传感器可追溯到国家标准,例如美国国家标准技术研究院(NIST)公布的标准。

  1.2 低成本

  无需额外信号处理或额外元件。

  无需用户校准。由于器件经过预先校准,在测量和数字化温度值时涉及的所有误差包含在传感器精度规格内。相反,模拟式传感元件的额定误差(包括温度漂移和噪声),必须考虑至与传感器一同使用的任何ADC、放大器、基准源、线路或其他元件规格内。因此校准成本可能很昂贵,许多情况下甚至超过传感器元件本身的成本。

  1.3 易于实施

  无需复杂校准。

  标准SPI (ADT7320)和I2C (ADT7420)数字接口。

  无自热效应或引脚线路电阻顾虑。传感器非常鲁棒,无其他传感器的湿气侵入问题。

  1.4 低功耗

  低软件开销;无线性化。

  无需额外元件。

  包括2 μA关断模式在内的多种低功耗模式。

  请注意,数字温度传感器通常不能替代热电偶,因为热电偶的温度范围要宽得多。不过数字温度传感器广泛用于为热电偶提供基准温度,此技术称为冷结补偿。概括而言,数字温度传感器提供简单、可靠且经济的高性能温度测量。

 

  2 温度传感器如何实现高精度?

 

  最新传感器内核基于硅带隙原理,与当今业界所有温度检测IC的原理相同。事实上,作为该技术的开拓者,ADI早在1978年就推出了业界经典的AD590。基于开发AD590后积累的经验,ADI进一步优化温度内核,结合领先的精密Σ-Δ型ADC技术实现了极高精度。除了优化设计外,ADI更开发出测试功能,使传感器可在高精度规格下执行可靠测试。

 

  3 这些传感器的响应时间是多少?

 

  热响应是传感器热质量的函数,但与IC安装对象的质量也有很大关系。例如,大PCB起大散热器作用,会延缓热响应。为获得最佳热响应,建议尽可能将传感器安装在小PCB上,例如具有最佳热响应的柔性PCB。ADI利用ADT7320/ADT7420和柔性PCB实现了小于2秒的热响应(包括所有信号处理)。其它详细信息请查看应用笔记。

 

  4 这些传感器是否需要校准?

 

  ADI已使用高精度测试解决方案对这些传感器进行预先校准,器件无需用户校准。由于器件经过预先校准,在测量和数字化温度值时涉及的所有误差包含在传感器精度规格内。

 

  5 传感器的可重复性和漂移性能如何?

 

  可重复性是在使用相同测量仪器测量器件时获得一致结果的能力。对于ADT7320/ADT7420,可重复性通常为±0.015°C。

  漂移指示测量需要校准的频率。漂移包括按照J E D E C 标准JESD22-A108执行的焊接热阻和寿命测试。ADT7320/ADT7420在整个工作寿命内的漂移通常为0.0073°C。

 

  6 如何使用传感器测量点温度?

 

  对于传感器必须测量物体(例如金属板)表面温度的应用,建议将传感器安装于薄型柔性PCB上,并将传感器热胶连至待测物体。

  另外建议将不接触待测物体的所有传感器器件绝热……

 

  7 布局最佳做法是什么?

 

  对于PCB温度测量,请在ADT7320/ADT7420与热源之间布置共用GND平面。确保GND引脚和焊盘都与热源的GND平面相连。在PCB上,ADT7320/ADT7420与热源应尽可能相互靠近。

  对于环境温度测量,请使用散列GND平面。减少GND平面的面积来增加热阻。ADT7320/ADT7420应尽可能地远离热源。为ADT7320/ADT7420提供单独的GND平面,尽量减少与主GND平面的连接。使用窄的GND连接来增加热阻。主热源下面使用实心GND平面,并露出绿色阻焊膜。这样可使主热源散热的热阻最低。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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