智能温度传感器正朝着高科技,高科技等高科技的方向快速发展
时间:2019-04-05 02:36:56 来源:措勤农业网 作者:匿名


现代信息技术的三个基础是信息收集(即传感器技术),信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器处于信息技术的最前沿,特别是温度传感器广泛应用于工业和农业生产,科学研究和生活中,并且数量是各种传感器中最高的。

进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高科技,多功能,总线标准化,高可靠性和安全性,虚拟传感器和网络传感器的发展,以及单片温度测量系统的发展方向快速发展。

1提高温度测量精度和分辨率

20世纪90年代中期首次推出的智能温度传感器采用8位A/D转换器,具有低温测量精度和仅1°C的分辨率。目前,国外已引进各种高精度,高分辨率智能温度传感器。使用9~12位A/D转换器,分辨率一般为0.5~0.0625°C。由美国DALLAS Semiconductor公司新开发的DS1624高分辨率智能温度传感器可输出13位二进制数据,分辨率高达0.03125°C,温度测量精度为±0.2°C。为了提高多通道智能温度传感器的转换率,一些芯片使用高速逐次逼近型A/D转换器。以AD7817 5通道智能温度传感器为例。本地传感器和每个远程传感器的转换时间分别仅为27μs和9μs。

2增加测试功能

新型智能温度传感器的测试能力也在不断提高。例如,DS1629单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其更具功能性。 DS1624还增加了存储功能,使用芯片的内部256字节E2PROM存储器来存储用户短消息。此外,智能温度传感器正在从单通道向多通道转变,为多通道温度测量和控制系统的开发和发展创造了有利条件。

智能温度传感器有多种工作模式可供选择,包括单转换模式,连续转换模式,待机模式,还有一些还增加了低温限制扩展模式,非常容易操作。对于某些智能温度传感器,主机(外部微处理器或微控制器)也可以通过相应的寄存器(典型产品为DS1624)设置其A/D转换速率(通常为MAX6654),分辨率和最大转换时间。智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上开发的。典型产品有DS1620,DS1623,TCN75,LM76和MAX6625。智能温度控制器适应各种微控制器,形成智能温控系统;它们还可以独立于微控制器工作,形成温度控制器。

3总线技术的标准化和标准化

目前,智能温度传感器的总线技术也已经标准化和标准化。使用的总线主要包括单线(-Wire)总线,I2C总线,SMBus总线和spI总线。

4可靠性和安全性设计

传统的A/D转换器大多使用积分或连续的比较转换技术,这些技术具有低噪声容限和抑制混叠噪声和量化噪声的能力差。新型智能温度传感器(如TMP03/04,LM74,LM83)通常使用高性能sigma-delta A/D转换器,可将模拟信号转换为高采样率和极低的采样分辨率。数字信号,使用过采样,噪声整形和数字滤波技术来提高有效分辨率。 Σ-Δ型A/D转换器不仅滤除了量化噪声,而且对外围元件的精度要求也很低。为避免温度控制系统受到噪声干扰时出现故障,可在智能温度传感器内设置可编程的“fAultqueue”计数器,如AD7416/7417/7817,LM75/76,MAX6625/6626。它用于设置允许测量温度值超过上限和下限的次数。只有当测量温度持续超过上限或下限达到或超过设定的次数n(n=1~4)时,才能触发中断结束。如果故障数量不符合上述条件或故障未连续发生,故障计数器将复位而不会触发中断。这意味着假设n=3,则偶尔一个或两个噪声干扰不会影响温度控制系统的正常操作。

LM76智能温度传感器增加了温度窗口比较器,非常适合设计符合ACPI(AdvAnced ConfigurAtion And Power InterfAce)规范的温度控制系统。该系统具有先进的过热保护功能,可用于监控笔记本电脑和服务器中CPU和主电路的温度。微处理器的最高工作温度指定为tH,台式计算机通常为75°C,高端笔记本电脑的专用CPU为100°C。一旦CPU或主电路的温度超过设定的温度,下限时,INT端子立即使主机产生中断,然后通过电源控制器发送信号,以快速关闭主电源进行保护。此外,当温度超过CPU的极限温度时,严重的过温报警输出(T_CRIT_A)也可以直接关闭主电源,并且终端也可以通过单独的硬件关闭来切断主电源电路防止主电源控制。失败。上述三种安全防护措施已成为国际温控系统设计的新概念。防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了一个ESD保护电路,可以承受1000到4000V的静电放电电压。通常,人体相当于其中100PF电容器和1.2K欧姆电阻器串联连接的电路模型。当人体放电时,??TCN75智能温度传感器的串行接口端,中断/比较器信号输出端和地址输入端都能承受1000V的静电放电电压。 LM83智能温度传感器可承受4000V的静电放电电压。

新开发的智能温度传感器(如MAX6654和LM83)还增加了传感器故障检测功能,可自动检测外部晶体管温度传感器(也称为远程传感器)的开路或短路故障。 MAX6654还具有PArAsitic ResistAnce CAncellAtion(prc)模式,可补偿由远程传感器引线阻抗引起的温度测量误差。即使引线阻抗达到100欧姆,测量精度也不会受到影响。远程传感器引线可以是普通双绞线或带屏蔽的双绞线。

5个虚拟温度传感器和网络温度传感器

(1)虚拟传感器

虚拟传感器基于传感器硬件和计算机平台,并通过软件开发。可以使用软件完成传感器的校准和校准,以实现最佳性能指标。最近,美国B.