溫度傳感器接口：常用溫度傳感器及其接口電路介紹
溫度是實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要測(cè)試的參數(shù)，從鋼鐵制造到半導(dǎo)體生產(chǎn)，很多工藝都要依靠溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，溫度傳感器是應(yīng)用系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)世界之間的橋梁。本文對(duì)不同的溫度傳感器進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，并介紹與電路系統(tǒng)之間的接口。
溫度測(cè)量應(yīng)用非常廣泛，不僅生產(chǎn)工藝需要溫度控制，有些電子產(chǎn)品還需對(duì)它們自身的溫度進(jìn)行測(cè)量，如計(jì)算機(jī)要監(jiān)控CPU的溫度，馬達(dá)控制器要知道功率驅(qū)動(dòng)IC的溫度等等，下面介紹幾種常用的溫度傳感器。
◆熱敏電阻
用來(lái)測(cè)量溫度的傳感器種類很多，熱敏電阻器就是其中之一。許多熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)(NTC)，也就是說(shuō)溫度下降時(shí)它的電阻值會(huì)升高。在所有被動(dòng)式溫度傳感器中，熱敏電阻的靈敏度(即溫度每變化一度時(shí)電阻的變化)最高，但熱敏電阻的電阻/溫度曲線是非線性的。
這里T指開(kāi)氏絕對(duì)溫度，A、B、C、D是常數(shù)，根據(jù)熱敏電阻的特性而各有不同，這些參數(shù)由熱敏電阻的制造商提供。
熱敏電阻一般有一個(gè)誤差范圍，用來(lái)規(guī)定樣品之間的一致性。根據(jù)使用的材料不同，誤差值通常在1%至10%之間。有些熱敏電阻設(shè)計(jì)成應(yīng)用時(shí)可以互換，用于不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，例如一臺(tái)儀器，用戶或現(xiàn)場(chǎng)工程師只能更換熱敏電阻而無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)，這種熱敏電阻比普通的精度要高很多，也要貴得多。
①自熱問(wèn)題
由于熱敏電阻是一個(gè)電阻，電流流過(guò)它時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，因此電路設(shè)計(jì)人員應(yīng)確保拉升電阻足夠大，以防止熱敏電阻自熱過(guò)度，否則系統(tǒng)測(cè)量的是熱敏電阻發(fā)出的熱，而不是周圍環(huán)境的溫度。
熱敏電阻消耗的能量對(duì)溫度的影響用耗散常數(shù)來(lái)表示，它指將熱敏電阻溫度提高比環(huán)境溫度高1℃所需要的毫瓦數(shù)。耗散常數(shù)因熱敏電阻的封裝、管腳規(guī)格、包封材料及其它因素不同而不一樣。
系統(tǒng)所允許的自熱量及限流電阻大小由測(cè)量精度決定，測(cè)量精度為±5℃的測(cè)量系統(tǒng)比精度為±1℃測(cè)量系統(tǒng)可承受的熱敏電阻自熱要大。應(yīng)注意拉升電阻的阻值必須進(jìn)行計(jì)算，以限定整個(gè)測(cè)量溫度范圍內(nèi)的自熱功耗。給定出電阻值以后，由于熱敏電阻阻值變化，耗散功率在不同溫度下也有所不同。
一旦熱敏電阻的輸入標(biāo)定完成以后，就可以用圖表表示出實(shí)際電阻與溫度的對(duì)應(yīng)情況。由于熱敏電阻是非線性的，所以需要用圖表表示，系統(tǒng)要知道對(duì)應(yīng)每一個(gè)溫度ADC的值是多少，表的精度具體是以1℃為增量還是以5℃為增量要根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)定。
②累積誤差
用熱敏電阻測(cè)量溫度時(shí)，在輸入電路中要選擇好溫度傳感器及其它元件，以便和所需要的精度相匹配。有些場(chǎng)合需要精度為1%的電阻，而有些可能需要精度為0.1%的電阻。在任何情況下都應(yīng)用一張表格算出所有元件的累積誤差對(duì)測(cè)量精度的影響，這些元件包括電阻、參考電壓及熱敏電阻本身。
如果要求精度高而又想少花一點(diǎn)錢，則需要在系統(tǒng)構(gòu)建好后對(duì)它進(jìn)行校準(zhǔn)，由于線路板及熱敏電阻必須在現(xiàn)場(chǎng)更換，所以一般情況下不建議這樣做。在設(shè)備不能作現(xiàn)場(chǎng)更換或工程師有其它方法監(jiān)控溫度的情況下，也可以讓軟件建一張溫度對(duì)應(yīng)ADC變化的表格，這時(shí)需要用其它工具測(cè)量實(shí)際溫度值，軟件才能創(chuàng)建相對(duì)應(yīng)的表格。對(duì)于有些必須要現(xiàn)場(chǎng)更換熱敏電阻的系統(tǒng)，可以將要更換的元件(傳感器或整個(gè)模擬前端)在出廠前就校準(zhǔn)好，并把校準(zhǔn)結(jié)果保存在磁盤或其它存儲(chǔ)介質(zhì)上，當(dāng)然，元件更換后軟件必須要能夠知道使用校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)。
總的來(lái)說(shuō)，熱敏電阻是一種低成本溫度傳感器，而且使用也很簡(jiǎn)單，下面我們介紹熱電阻溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器。
◆熱電阻
熱電阻溫度探測(cè)器(RTD)實(shí)際上是一根特殊的導(dǎo)線，它的電阻隨溫度變化而變化，通常RTD材料包括銅、鉑、鎳及鎳/鐵合金。RTD元件可以是一根導(dǎo)線，也可以是一層薄膜，采用電鍍或?yàn)R射的方法涂敷在陶瓷類材料基底上。
◆熱電偶
熱電偶由兩種不同金屬結(jié)合而成，它受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生微小的電壓，電壓大小取決于組成熱電偶的兩種金屬材料，鐵-康銅（J型）、銅-康銅(T型)和鉻-鋁(K型)熱電偶是最常用的三種。
熱電偶產(chǎn)生的電壓很小，通常只有幾毫伏。K型熱電偶溫度每變化1℃時(shí)電壓變化只有大約40μV，因此測(cè)量系統(tǒng)要能測(cè)出4μV的電壓變化測(cè)量精度才可以達(dá)到0.1℃。
由于兩種不同類型的金屬結(jié)合在一起會(huì)產(chǎn)生電位差，所以熱電偶與測(cè)量系統(tǒng)的連接也會(huì)產(chǎn)生電壓。一般把連接點(diǎn)放在隔熱塊上以減小這一影響，使兩個(gè)節(jié)點(diǎn)處以同一溫度下，從而降低誤差。有時(shí)候也會(huì)測(cè)量隔熱塊的溫度，以補(bǔ)償溫度的影響。
測(cè)量熱電偶電壓要求的增益一般為100到300，而熱電偶擷取的噪聲也會(huì)放大同樣的倍數(shù)。通常采用測(cè)量放大器來(lái)放大信號(hào)，因?yàn)樗梢猿犭娕歼B線里的共模噪聲。市場(chǎng)上還可以買到熱電偶信號(hào)調(diào)節(jié)器，如模擬器件公司的AD594/595，可用來(lái)簡(jiǎn)化硬件接口。
◆固態(tài)熱傳感器
最簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體溫度傳感器就是一個(gè)PN結(jié)，例如二極管或晶體管基極-發(fā)射極之間的PN結(jié)。如果一個(gè)恒定電流流過(guò)正向偏置的硅PN結(jié)，正向壓降在溫度每變化1℃時(shí)會(huì)降低1.8mV。很多IC利用半導(dǎo)體的這一特性來(lái)測(cè)量溫度，包括美信的MAX1617、國(guó)半的LM335和LM74等等。半導(dǎo)體傳感器的接口形式多樣，從電壓輸出到串行SPI/微線接口都可以。
溫度傳感器種類很多，通過(guò)正確地選擇軟件和硬件，一定可以找到適合自己應(yīng)用的溫度傳感器。
溫度傳感器接口：數(shù)字溫度傳感器
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數(shù)字溫度傳感器
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數(shù)字式溫濕度傳感器：就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過(guò)溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。
中文名
數(shù)字溫度傳感器
外文名
temperature transmitter
工作電壓
12V～24VDC
準(zhǔn) 確 度
優(yōu)于±0.5℃(0～50℃
測(cè)濕范圍
0～100%RH
目錄
1
概念介紹
2
分類
3
工作原理
4
典型應(yīng)用
5
特點(diǎn)
數(shù)字溫度傳感器概念介紹
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語(yǔ)音
數(shù)字式溫濕度傳感器：
[1]
就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過(guò)溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、plc、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。
數(shù)字溫度傳感器分類
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語(yǔ)音
RS232數(shù)據(jù)格式接口；RS485數(shù)據(jù)格式接口；一總線數(shù)據(jù)格式接口；CAN總線數(shù)據(jù)格式接口；ZIGBEE數(shù)據(jù)格式接口；TCP/IP數(shù)據(jù)格式接口。占空比輸出；I2C輸出；
數(shù)字溫度傳感器工作原理
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語(yǔ)音
開(kāi)始供電時(shí)，數(shù)字溫度傳感器處于能量關(guān)閉狀態(tài)，供電之后用戶通過(guò)改變寄存器分辨率使其處于連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度模式或者單一轉(zhuǎn)換模式。在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，數(shù)字溫度傳感器連續(xù)轉(zhuǎn)換溫度并將結(jié)果存于溫度寄存器中，讀溫度寄存器中的內(nèi)容不影響其溫度轉(zhuǎn)換;在單一轉(zhuǎn)換模式，數(shù)字溫度傳感器執(zhí)行一次溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存于溫度寄存器中，然后回到關(guān)閉模式，這種轉(zhuǎn)換模式適用于對(duì)溫度敏感的應(yīng)用場(chǎng)合。在應(yīng)用中，用戶可以通過(guò)程序設(shè)置分辨率寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的溫度分辨率，其分辨率有8位、9位、10位、11位或12位五種，對(duì)應(yīng)溫度分辨率分別為1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃，溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果的默認(rèn)分辨率為9位。DS1722有摩托羅拉串行接口和標(biāo)準(zhǔn)三線接口兩種通信接口，用戶可以通過(guò)SERMODE管腳選擇通信標(biāo)準(zhǔn)。
數(shù)字溫度傳感器典型應(yīng)用
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語(yǔ)音
在信息化程度越來(lái)越高的今天，擔(dān)當(dāng)信息處理與交換重任的機(jī)房是整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)工程的數(shù)據(jù)傳輸中心、數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)交換中心。為保證機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行及工作人員有一個(gè)良好的工作環(huán)境，對(duì)機(jī)房溫濕度的監(jiān)測(cè)是必不可少的，合理正常的溫濕度環(huán)境是機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行的重要保障。計(jì)算機(jī)機(jī)房場(chǎng)地的要求主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB2887—89計(jì)算場(chǎng)地技術(shù)條件》、《GB9361—88計(jì)算場(chǎng)地安全要求》和《GB—93電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛使用，機(jī)房環(huán)境必須滿足計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)溫度、濕度等技術(shù)要求。機(jī)房的溫度和濕度作為計(jì)算機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行的必要條件，我們必須在機(jī)房的合理位置安裝溫濕度傳感器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能在中控室的監(jiān)測(cè)主機(jī)上實(shí)時(shí)顯示各個(gè)位置的溫濕度測(cè)量值。一旦數(shù)值出現(xiàn)超出預(yù)設(shè)溫濕度上下限，在監(jiān)測(cè)主機(jī)上可以通過(guò)改變相應(yīng)位置數(shù)值顏色來(lái)報(bào)警。為在總體上監(jiān)視整個(gè)機(jī)房的溫度，濕度狀況，可在新風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口和主空調(diào)機(jī)的回風(fēng)口，分別安裝溫濕度變送器來(lái)檢測(cè)溫度和濕度。溫濕度監(jiān)測(cè)除用于機(jī)房監(jiān)測(cè)外，還可以廣泛應(yīng)用于如生物制藥、無(wú)菌室、潔凈廠房、電信銀行、圖書(shū)館、檔案館、文物館、智能樓宇等各行各業(yè)需要溫濕監(jiān)測(cè)的場(chǎng)所和領(lǐng)域。二、應(yīng)用方案特點(diǎn)☆ 采用高性能溫濕度變送器，準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性能高。☆ 采用數(shù)字信號(hào)傳輸，布線方便，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)。☆ 開(kāi)放式通訊規(guī)約，系統(tǒng)擴(kuò)展方便。☆ 組態(tài)軟件界面，系統(tǒng)穩(wěn)定性有保障。☆ 軟件功能豐富、實(shí)用，方便維護(hù)及功能升級(jí)。三、系統(tǒng)硬件配置1、上位機(jī)硬件要求：① Microsoft Windows 2000（中文版）或Windows XP操作系統(tǒng)（中文版）。② IBM PC及其兼容機(jī)，奔騰500MH以上CPU，64 M以上內(nèi)存。③ 10G以上硬盤，200M以上自由硬盤空間。④ SVGA顯卡PCI或AGP顯卡，16M以上顯存2、現(xiàn)場(chǎng)硬件配置:① RS485/232轉(zhuǎn)換模塊② JCJ100N數(shù)字式溫濕度變送器③ 交直流電源轉(zhuǎn)換器220VAC/12VDC 2A 或現(xiàn)場(chǎng)提供12DC/2A直流電源四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)①系統(tǒng)采用COM1串口接RS485/232轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。②系統(tǒng)通訊方式：RS485/232，二線制Data+,Data-，波特率：9600BPS③工作電壓：220VAC±10%，或12VDC±10% 2A五、系統(tǒng)配置說(shuō)明1、數(shù)字溫濕度變送器數(shù)字溫濕度傳感器采樣卡具有十位雙通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，標(biāo)準(zhǔn)RS-232或485通信接口。本品采用遞推平均數(shù)字軟件濾波與硬件電路濾波相結(jié)合的濾波方法，使外界對(duì)采樣的干擾盡可能降到最低，全量程精度高、穩(wěn)定性能強(qiáng)、一致性好、響應(yīng)速度快。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)485串行接口可與計(jì)算機(jī)組成多點(diǎn)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)（最多可連接256臺(tái)數(shù)字溫濕度傳感器）。主要參數(shù)說(shuō)明：☆ 工作電壓：12V～24VDC☆ 測(cè)溫范圍：0～50℃ -20～60℃ -40～80℃，其它注明。☆ 準(zhǔn) 確 度：優(yōu)于±0.5℃(0～50℃)☆ 測(cè)濕范圍：0～100%RH☆ 準(zhǔn) 確 度：±3%RH（20%～90%RH，23℃）；±2%RH（20%～90%RH，23℃）☆ 信號(hào)輸出：標(biāo)準(zhǔn)RS485接口☆ 地址設(shè)定：內(nèi)置撥碼開(kāi)關(guān)，可設(shè)32個(gè)地址位（十六進(jìn)制00～1F）2、數(shù)據(jù)軟件說(shuō)明即裝即用：軟件安裝方便，直接點(diǎn)擊“Setup.exe”運(yùn)行完成安裝，無(wú)需其它設(shè)置，即可使用，真正的即裝即用。多種界面：具有實(shí)時(shí)數(shù)顯、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、組態(tài)報(bào)表等多種數(shù)據(jù)顯示方式。組態(tài)靈活：畫(huà)面、文字及曲線根據(jù)測(cè)量需要，靈活組態(tài)，畫(huà)面具體生動(dòng)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出（另存）Excel。數(shù)據(jù)打印：支持報(bào)表打印、歷史曲線打印及在Excel里打印。數(shù)據(jù)查詢：通過(guò)輸入查詢時(shí)間，即可查詢所需被測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄和曲線記錄。監(jiān)測(cè)報(bào)警：當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)值達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，以改變相應(yīng)數(shù)據(jù)顏色方式發(fā)出警報(bào)。穩(wěn)定準(zhǔn)確：軟件運(yùn)行穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度高，滿足高標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)要求。
數(shù)字溫度傳感器特點(diǎn)
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語(yǔ)音
27 地址（TMP175）8個(gè)地址（TMP75）數(shù)字 輸出：兩線串行接口分辨率：9 - 12位，用戶可選擇準(zhǔn)確性：±0.5°C（最大值），在-25°C至+85°C±2.0°C（最大值）溫度范圍為-40°C至+125°C低 靜態(tài) 電流：50μA，0.1μA待機(jī)寬 電源 范圍：2.7V至5.5V小 SO-8 和 MSOP -8 包應(yīng)用POWER - 電源 溫度 監(jiān)控電腦 周邊 熱 保護(hù)筆記本 計(jì)算機(jī)CELL PHONES電池 管理辦公 機(jī)器溫控器 控制環(huán)境 監(jiān)測(cè) 與 HVAC
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專注高科技領(lǐng)域傳統(tǒng)PR、Social Media十余年
艾邁斯半導(dǎo)體創(chuàng)新推出全球最高精度的數(shù)字溫度傳感器
· AS6221是一套完整的溫度傳感器系統(tǒng)，測(cè)量精度可達(dá)±0.09°C，性能優(yōu)于市場(chǎng)上同類的數(shù)字溫度傳感器芯片· 借助該傳感器，健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)更精準(zhǔn)的人體/皮膚溫度測(cè)量性能· 采用微型封裝，尺寸僅為1.5mm x 1mm·...
2020-12-030
閱讀26
參考資料
1.
數(shù)字溫度傳感器原理簡(jiǎn)介
．大比特21IC電子網(wǎng)[引用日期2016-08-08]
溫度傳感器接口：數(shù)字溫度傳感器接口選擇
熱敏電阻、熱電偶、模擬硅溫度傳感器和鎳/鉑電阻式溫度檢測(cè)器(RTD)，需要進(jìn)行校準(zhǔn)以達(dá)到所需的溫度精度。作為混合信號(hào)器件的數(shù)字溫度傳感器則不需要進(jìn)行校準(zhǔn)，它們具有集成數(shù)字邏輯，工作溫度范圍為-55℃到50℃，采用絕對(duì)溫度比例(PTAT)電路，通過(guò)檢測(cè)二極管的基極-發(fā)射極電壓(VBE)的變化來(lái)測(cè)量本地/遠(yuǎn)程溫度。它具有簡(jiǎn)單的集成硬件來(lái)保存溫度值并對(duì)溫度設(shè)定點(diǎn)、器件工作模式、睡眠模式以及快/慢轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行編程設(shè)定。數(shù)據(jù)通過(guò)IC間總線(I2C總線)、系統(tǒng)管理總線(SMBus)或串行外圍接口(SPI)來(lái)通信。
具體來(lái)說(shuō)，數(shù)字溫度傳感器的主要構(gòu)成包括一個(gè)雙電流源、一個(gè)δ-σA/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字邏輯和一個(gè)通向數(shù)字器件(如與一個(gè)微處理器或微控制器連接)的串行接口(如I2C總線、SMBus或SPI)。數(shù)字溫度傳感器有兩種：本地或遠(yuǎn)程溫度傳感器，它們均采用某種方法強(qiáng)制兩個(gè)成比例的電流通過(guò)一個(gè)連接成二極管形式的NPN或PNP晶體管，均用于測(cè)量所導(dǎo)致的VBE變化，使用δ-σA/D轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓采樣并將數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。強(qiáng)制電流一般采用約10:1的比例。通過(guò)強(qiáng)制施加比例電流和測(cè)量?jī)蓚€(gè)VBE的差值，可消除二極管上IS這一與工藝相關(guān)參數(shù)的一階效應(yīng)。
每個(gè)溫度傳感器在生產(chǎn)過(guò)程中均會(huì)進(jìn)行調(diào)整，以便與要使用的二極管的理想?yún)?shù)匹配。遠(yuǎn)程二極管的特性取自2N3904/6。由于本地溫度傳感器在硅襯底上只是一個(gè)簡(jiǎn)單的NPN或PNP結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)程溫度傳感器幾乎總是集成一個(gè)本地溫度傳感器。因此，遠(yuǎn)程傳感器的作用幾乎總是像兩個(gè)傳感器一樣。本地溫度傳感器在同一封裝集成了一個(gè)熱二極管。對(duì)于本地傳感器，根據(jù)封裝和位于IC襯底上的本地二極管，熱時(shí)間常數(shù)(即達(dá)到最終溫度的63.2%所需的時(shí)間)為幾分鐘。總線負(fù)載過(guò)重或轉(zhuǎn)換過(guò)快會(huì)造成器件自加熱并影響溫度精度。
溫度數(shù)據(jù)變?yōu)榭捎盟璧臅r(shí)間稱為轉(zhuǎn)換速率。該速率由器件內(nèi)部振蕩器和A/D分辨率決定，一般低于100Hz或長(zhǎng)于10ms。轉(zhuǎn)換速率越快，溫度數(shù)據(jù)可檢索的速度就越快，同時(shí)溫度傳感器消耗的功率也就越大。由于存在自加熱效應(yīng)，轉(zhuǎn)換速率通常較低。圖1顯示了一個(gè)遠(yuǎn)程溫度傳感器和/或本地溫度傳感器的簡(jiǎn)化框圖。
圖1：數(shù)字溫度傳感器簡(jiǎn)化框圖。
I2C總線或SMBus溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)
最流行的數(shù)字溫度傳感器是那些帶有串行總線接口的傳感器。溫度傳感器總線的選擇很大程度上取決于所選微處理器或控制器上有哪些可用的接口。控制器的選擇取決于工程師對(duì)其擁有的經(jīng)驗(yàn)多少。對(duì)于需要經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)流傳輸?shù)南到y(tǒng)數(shù)據(jù)，SPI是首選，因?yàn)樗鼡碛休^快的時(shí)鐘速率，速率可從幾兆赫茲到幾十兆赫茲。然而，對(duì)于系統(tǒng)管理活動(dòng)，如讀取溫度傳感器的讀數(shù)和查詢多個(gè)從器件的狀態(tài)，或者需要多個(gè)主器件共存于同一系統(tǒng)總線上(系統(tǒng)冗余常會(huì)要求這一點(diǎn))，或者面向低功耗應(yīng)用，這時(shí)I2C 或SMBus將是首選接口。下面幾部分將介紹每種串行總線及其優(yōu)缺點(diǎn)。
1.SPI
SPI是一種四線制串行總線接口，為主/從結(jié)構(gòu)，四條導(dǎo)線分別為串行時(shí)鐘(SCLK)、主出從入(MOSI)、主入從出(MISO)和從選(SS)信號(hào)。主器件為時(shí)鐘提供者，可發(fā)起讀從器件或?qū)憦钠骷僮鳌＿@時(shí)主器件將與一個(gè)從器件進(jìn)行對(duì)話。當(dāng)總線上存在多個(gè)從器件時(shí)，要發(fā)起一次傳輸，主器件將把該從器件選擇線拉低，然后分別通過(guò)MOSI 和MISO 線啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送或接收。
SPI 時(shí)鐘速度很快，范圍可從幾兆赫茲到幾十兆赫茲，且沒(méi)有系統(tǒng)開(kāi)銷。SPI 在系統(tǒng)管理方面的缺點(diǎn)是缺乏流控機(jī)制，無(wú)論主器件還是從器件均不對(duì)消息進(jìn)行確認(rèn)，主器件無(wú)法知道從器件是否繁忙。因此，必須設(shè)計(jì)聰明的軟件機(jī)制來(lái)處理確認(rèn)問(wèn)題。同時(shí)，SPI 也沒(méi)有多主器件協(xié)議，必須采用很復(fù)雜的軟件和外部邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)多主器件架構(gòu)。每個(gè)從器件需要一個(gè)單獨(dú)的從選擇信號(hào)。總信號(hào)數(shù)最終為n+3 個(gè)，其中n 是總線上從器件的數(shù)量。因此，導(dǎo)線的數(shù)量將隨增加的從器件的數(shù)量按比例增長(zhǎng)。同樣，在SPI 總線上添加新的從器件也不方便。對(duì)于額外添加的每個(gè)從器件，都需要一條新的從器件選擇線或解碼邏輯。圖2 顯示了典型的SPI 讀/寫周期。在地址或命令字節(jié)后面跟有一個(gè)讀/寫位。數(shù)據(jù)通過(guò)MOSI 信號(hào)寫入從器件，通過(guò)MISO信號(hào)自從器件中讀出。圖3顯示了I2C總線/SMBus以及SPI的系統(tǒng)框圖。
圖2：SPI 典型讀/寫周期。
圖3：(a)I2C總線/SMBus系統(tǒng)接口；(b)SPI 系統(tǒng)接口。
2. I2C總線
I2C是一種二線制串行總線接口，工作在主/從模式。二線通信信號(hào)分別為開(kāi)漏SCL 和SDA 串行時(shí)鐘和串行數(shù)據(jù)。主器件為時(shí)鐘源。數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，其方向取決于讀/寫位的狀態(tài)。每個(gè)從器件擁有一個(gè)唯一的7 或10 位地址。主器件通過(guò)一個(gè)起始位發(fā)起一次傳輸，通過(guò)一個(gè)停止位終止一次傳輸。起始位之后為唯一的從器件地址，再后為讀/寫位。
I2C總線速度為從0Hz到3.4MHz。它沒(méi)有SPI 那樣快，但對(duì)于系統(tǒng)管理器件如溫度傳感器來(lái)說(shuō)則非常理想。I2C 存在系統(tǒng)開(kāi)銷，這些開(kāi)銷包括起始位/停止位、確認(rèn)位和從地址位，但它因此擁有流控機(jī)制。主器件在完成接收來(lái)自從器件的數(shù)據(jù)時(shí)總是發(fā)送一個(gè)確認(rèn)位，除非其準(zhǔn)備終止傳輸。從器件在其接收到來(lái)自主器件的命令或數(shù)據(jù)時(shí)總是發(fā)送一個(gè)確認(rèn)位。當(dāng)從器件未準(zhǔn)備好時(shí)，它可以保持或延展時(shí)鐘，直到其再次準(zhǔn)備好響應(yīng)。
I2C允許多個(gè)主器件工作在同一總線上。多個(gè)主器件可以輕松同步其時(shí)鐘，因此所有主器件均采用同一時(shí)鐘進(jìn)行傳輸。多個(gè)主器件可以通過(guò)數(shù)據(jù)仲裁檢測(cè)哪一個(gè)主器件正在使用總線，從而避免數(shù)據(jù)破壞。由于I2C總線只有兩條導(dǎo)線，因此新從器件只需接入總線即可，而無(wú)需附加邏輯。圖4 顯示了典型的I2C總線讀/寫操作。
圖4：I2C總線/SMBus的典型讀/寫操作。
3. SMBus
SMBus是一種二線制串行總線，1996年第一版規(guī)范開(kāi)始商用。它大部分基于I2C總線規(guī)范。和I2C一樣，SMBus不需增加額外引腳，創(chuàng)建該總線主要是為了增加新的功能特性，但只工作在100kHz且專門面向智能電池管理應(yīng)用。它工作在主/從模式：主器件提供時(shí)鐘，在其發(fā)起一次傳輸時(shí)提供一個(gè)起始位，在其終止一次傳輸時(shí)提供一個(gè)停止位；從器件擁有一個(gè)唯一的7或10位從器件地址。
SMBus與I2C總線之間在時(shí)序特性上存在一些差別。首先，SMBus需要一定數(shù)據(jù)保持時(shí)間，而I2C總線則是從內(nèi)部延長(zhǎng)數(shù)據(jù)保持時(shí)間。SMBus具有超時(shí)功能，因此當(dāng)SCL太低而超過(guò)35 ms時(shí)，從器件將復(fù)位正在進(jìn)行的通信。相反，I2C采用硬件復(fù)位。SMBus具有一種警報(bào)響應(yīng)地址(ARA)，因此當(dāng)從器件產(chǎn)生一個(gè)中斷時(shí)，它不會(huì)馬上清除中斷，而是一直保持到其收到一個(gè)由主器件發(fā)送的含有其地址的ARA為止。SMBus只工作在從10kHz到最高100kHz。最低工作頻率10kHz是由SMBus超時(shí)功能決定的。
溫度傳感器接口：溫度傳感器通用接口應(yīng)用案例分析
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發(fā)表于 10-11 16:12 ?
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發(fā)表于 10-11 10:28 ?
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發(fā)表于 10-08 11:31 ?
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發(fā)表于 09-30 11:11 ?
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發(fā)表于 09-30 09:37 ?
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發(fā)表于 09-30 09:06 ?
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發(fā)表于 09-29 11:54 ?
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發(fā)表于 09-29 11:47 ?
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發(fā)表于 09-28 13:32 ?
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發(fā)表于 09-28 13:19 ?
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R-8949-34 R-8949-34 RTD 探針和組件
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產(chǎn)品類型特性
傳感器類型?:
定子
元件材料?:
鉑
引線導(dǎo)線種類?:
標(biāo)準(zhǔn) PTFE
使用環(huán)境
最大溫度?:
155?°C?[?311?°F?]
包裝特性
元件包裝?:
玻璃纖維主體...
發(fā)表于 08-21 00:00 ?
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SB0789 SB0789 RTD 傳感器元件
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產(chǎn)品類型特性
型號(hào)?:
GO 1020
RTD 元件類型?:
鉑金玻璃線繞元件
元件材料?:
鉑
引線導(dǎo)線種類?:
鎳/鉑金
導(dǎo)線/覆層類型?:
Ni/Pt
結(jié)構(gòu)特性
連接器類型?:
開(kāi)口端
尺寸
長(zhǎng)度（主體）?:
10?mm?[?.39?in?]
線徑?:
.25?mm?[?.009?in?]
直徑（主體）?:
2?mm?[?.078?in?]
導(dǎo)線長(zhǎng)度?(mm):
15
使用環(huán)境
電阻的參考溫度?(°C...
發(fā)表于 08-20 23:00 ?
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-00 -00 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?:
Type J Thermocouple
熱電偶類型?:
J
型號(hào)?:
200
導(dǎo)線/覆層類型?:
鐵/康銅
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?:
Mini Flat Pin Thermocouple
尺寸
導(dǎo)線長(zhǎng)度?:
914?mm?[?36?in?]
直徑?:
3.18?mm?[?.125?in?]
長(zhǎng)度?:
76.2?mm?[?3?in?]
使用環(huán)境
環(huán)境溫度范圍?:
-50 – 250?°C?[?-58 – 482?°F?]
誤差極限/溫度精確度?:
...
發(fā)表于 08-20 21:00 ?
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CAT-TCS0030 CAT-TCS0030 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
231, 232
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0030
發(fā)表于 07-31 15:00 ?
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CAT-TCS0031 CAT-TCS0031 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
1022
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0031
發(fā)表于 07-31 14:00 ?
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CAT-TCS0032 CAT-TCS0032 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
1023
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0032
發(fā)表于 07-31 14:00 ?
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CAT-TCS0003 MODEL 201 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
201
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
尺寸
直徑?(in)
.125, .188, .25
使用環(huán)境
誤差極限/溫度精確度?
標(biāo)準(zhǔn)限制/+- 1 °C, 特殊誤差極限
包裝特性
熱電偶傳感器包裝?
Stainless Steel Probe with 1/2NPT compression fitting, Stainless S...
發(fā)表于 07-29 20:00 ?
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CAT-TCS0004 MODEL 202 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
ANDO-202
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Miniature Jack, Miniature Plug, Miniature Plug and Jack, Standard Jack, Standard Plug, Standard Plug and Jack
尺寸
直徑?(in)
.125, .188, .25
使用環(huán)境
誤差極限/溫度精確度?
標(biāo)準(zhǔn)限制/+- 1 °C, 特殊誤差極限
包裝特性
...
發(fā)表于 07-29 20:00 ?
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CAT-TCS0005 MODEL 203 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
203
尺寸
直徑?(in)
.125, .188, .25
使用環(huán)境
誤差極限/溫度精確度?
標(biāo)準(zhǔn)限制/+- 1 °C, 特殊誤差極限
包裝特性
熱電偶傳感器包裝?
Stainless Steel Probe
其他
接線接地?
已接地, 未接地
參考編號(hào)
TE ...
發(fā)表于 07-29 20:00 ?
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CAT-TCS0006 MODEL 415,416,417,418 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
ANDO-415, ANDO-416, ANDO-417, ANDO-418
使用環(huán)境
環(huán)境溫度范圍?
-100 – 250?°C?[?-148 – 482?°F?]
誤差極限/溫度精確度?
標(biāo)準(zhǔn)限制/+- 1 °C, 特殊誤差極限
包裝特性
熱電偶傳感器包裝?
With Feedthrough, Without Feedthrough
其他
接線接地?
已接地, 未接地
參考編號(hào)
...
發(fā)表于 07-29 20:00 ?
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CAT-TCS0007 MODEL 624 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
624
尺寸
直徑?(in)
.125, .156
長(zhǎng)度?(in)
.75
使用環(huán)境
環(huán)境溫度范圍?
-100 – 250?°C?[?-148 – 482?°F?]
誤差極限/溫度精確度?
標(biāo)準(zhǔn)限制/+- 1 °C, 特殊誤差極限
其他
接線接地?
已接地, 未接地
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS00...
發(fā)表于 07-29 20:00 ?
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CAT-NTC0040 GLASS SERIES THERMISTOR SERIES 分離式 NTC
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產(chǎn)品類型特性
分離式 NTC 傳感器類型?
NTC 熱敏電阻
型號(hào)?
玻璃 系列熱敏電阻系列
公差 β 值?(%)
±.5
主體特性
導(dǎo)線連接?
開(kāi)口端
尺寸
分離式 NTC 導(dǎo)線長(zhǎng)度?(mm)
76
使用環(huán)境
電阻公差?(%)
± .94
分離式 NTC 環(huán)境溫度范圍?(°C)
-40 – 200
電阻的參考溫度?(°C)
25
溫度精確度?(°C)
± .2 (0 – 70), ± .2 (0 – 70)
...
發(fā)表于 07-29 17:00 ?
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CAT-TCS0022 CAT-TCS0022 熱電偶溫度傳感器
看產(chǎn)品文檔或聯(lián)系我們以了解最新的機(jī)構(gòu)審批信息。?
產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
412A
導(dǎo)線/覆層類型?
實(shí)芯 TFE
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0022...
發(fā)表于 07-28 20:00 ?
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CAT-TCS0023 CAT-TCS0023 熱電偶溫度傳感器
看產(chǎn)品文檔或聯(lián)系我們以了解最新的機(jī)構(gòu)審批信息。?
產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
413
導(dǎo)線/覆層類型?
實(shí)芯 TFE
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0023...
發(fā)表于 07-28 20:00 ?
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CAT-TCS0024 CAT-TCS0024 熱電偶溫度傳感器
看產(chǎn)品文檔或聯(lián)系我們以了解最新的機(jī)構(gòu)審批信息。?
產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
210H, 210M
導(dǎo)線/覆層類型?
實(shí)芯 TFE
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0024...
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CAT-TCS0025 CAT-TCS0025 熱電偶溫度傳感器
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產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
211H, 211M
導(dǎo)線/覆層類型?
實(shí)芯 TFE
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0025...
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CAT-TCS0026 CAT-TCS0026 熱電偶溫度傳感器
看產(chǎn)品文檔或聯(lián)系我們以了解最新的機(jī)構(gòu)審批信息。?
產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
220H, 220M
導(dǎo)線/覆層類型?
實(shí)芯 TFE
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0026...
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CAT-TCS0027 CAT-TCS0027 熱電偶溫度傳感器
看產(chǎn)品文檔或聯(lián)系我們以了解最新的機(jī)構(gòu)審批信息。?
產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
221H, 221M
導(dǎo)線/覆層類型?
實(shí)芯 TFE
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0027...
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CAT-TCS0028 CAT-TCS0028 熱電偶溫度傳感器
看產(chǎn)品文檔或聯(lián)系我們以了解最新的機(jī)構(gòu)審批信息。?
產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
222H, 222M
導(dǎo)線/覆層類型?
實(shí)芯 TFE
結(jié)構(gòu)特性
熱電偶傳感器連接器類型?
Stripped Lead Ends
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0028...
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CAT-TCS0029 CAT-TCS0029 熱電偶溫度傳感器
看產(chǎn)品文檔或聯(lián)系我們以了解最新的機(jī)構(gòu)審批信息。?
產(chǎn)品類型特性
熱電偶傳感器類型?
Thermocouple
熱電偶類型?
E, J, K, T
型號(hào)?
230H, 230M
參考編號(hào)
TE 內(nèi)部編號(hào)
CAT-TCS0029
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