数字温度传感器是基于以下原理
时间:2011-03-23 阅读:436
。用下式求出温度:
= -n㈠I ㈩
用I.=NI 代入上式,得到:
AV f\ q/1 ln(N) (2)
其中N:I,/I 电流比,K:波耳兹曼常数,q:电荷,T:
开氏温度。
N,K和q都是已知常数,所以得到:
△VRF=(constant)(T)
或T=(constant)(A V )
在图1中配置晶体管的偏置二极管防止来自测量干扰的地噪声。来自感测晶体管的zui大△V 为几十毫伏,所以,需要增益极对信号进行有效处理,达到ADC要求。增益级用开关电容器电路和斩波器放大器。ADC转换与温度成比例的模拟信号为数字字(qC表示)。在上述工作原理的描述中,数字温度感测IC包含感测晶体管。此方法通常称之为本地温度感测。也可以把晶体管扩展到Ic,这种配置通常称之为远程温度感测(见图2)。当用外部晶体管时,必须在方程1和方程2中增加一个额外参量。此参量是晶体管的理想因数n ,n是晶体管理想性能偏差的量度。远程温度感测方程为:cnr,( ㈤n,不是常数,所以导致温度读数误差。某些数字温度传感器是在工厂调节补偿特定的n 值。例如,调节ADM1032 nf值为1.008。若所用晶体管不能匹配1.008,则可用下式计算所引起的误差(T℃):
f )(273.15Kelvin+T)㈤
此外补偿误差可写入ADM1032的寄存器,并自动加到所测温度中。在用远程温度测量时,标准PNP晶体管(~2N3906)可配置成二极管。其工作*类似本地温度传感器。在信号通路中包含一个低通滤波器(f =65KHz),这是由于远程晶体管外加到IC 上,会从D+或D一(传感器与远程热晶体管的连线)线上拾取噪声。为了*的性能,应把远程晶体管放置在靠近温度测量Ic的D+和D一引脚处,若有适当的保护措施,远程晶体管可以放置在距D+和D一引脚几英尺的地方。若远程热二极管不在PCB中,
则保护措施需要用屏蔽双绞线缆线。若二极管在同一PCB上,则D+和D一走线应与地平板并行,使噪声远离。
用远程感测晶体管所引起的一~一个主要误差源是D+和D一线的串联电阻。此串联电阻会引起偏移电压,在用2电流温度传感器时必须单独地校准它。用板上Ic的补偿寄存器使这种偏移电压为零,在定标远程晶体管之后由用户进行编程。PCB上的漏电也对温度误差有影响,应使PCB布线*化。
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