數(shù)字溫度傳感器是基于以下原理
來源:北京中陽天辰科技有限公司
2011年03月23日 10:38
數(shù)字溫度傳感器是基于以下原理:二極管連接的晶52 重予.:壹品時(shí)屢www.eepw.com.cn 2004.4體管基極一發(fā)射極電壓V 與其溫度成正比,在工作溫度范圍內(nèi),V 呈現(xiàn)大約一2 mV/~C負(fù)溫度系數(shù)。實(shí)際上,V 值隨晶體管而異。為使這些變化為零,電路必須校準(zhǔn)每個(gè)晶體管。解決此間題的通用方法是當(dāng)兩個(gè)不同電流密度加到晶體管發(fā)射極時(shí)比較晶體管△V 變化
。用下式求出溫度:
= -n㈠I ㈩
用I.=NI 代入上式,得到:
AV f\ q/1 ln(N) (2)
其中N:I,/I 電流比,K:波耳茲曼常數(shù),q:電荷,T:
開氏溫度。
N,K和q都是已知常數(shù),所以得到:
△VRF=(constant)(T)
或T=(constant)(A V )
在圖1中配置晶體管的偏置二極管防止來自測(cè)量干擾的地噪聲。來自感測(cè)晶體管的zui大△V 為幾十毫伏,所以,需要增益極對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效處理,達(dá)到ADC要求。增益級(jí)用開關(guān)電容器電路和斬波器放大器。ADC轉(zhuǎn)換與溫度成比例的模擬信號(hào)為數(shù)字字(qC表示)。在上述工作原理的描述中,數(shù)字溫度感測(cè)IC包含感測(cè)晶體管。此方法通常稱之為本地溫度感測(cè)。也可以把晶體管擴(kuò)展到Ic,這種配置通常稱之為遠(yuǎn)程溫度感測(cè)(見圖2)。當(dāng)用外部晶體管時(shí),必須在方程1和方程2中增加一個(gè)額外參量。此參量是晶體管的理想因數(shù)n ,n是晶體管理想性能偏差的量度。遠(yuǎn)程溫度感測(cè)方程為:cnr,( ㈤n,不是常數(shù),所以導(dǎo)致溫度讀數(shù)誤差。某些數(shù)字溫度傳感器是在工廠調(diào)節(jié)補(bǔ)償特定的n 值。例如,調(diào)節(jié)ADM1032 nf值為1.008。若所用晶體管不能匹配1.008,則可用下式計(jì)算所引起的誤差(T℃):
f )(273.15Kelvin+T)㈤
此外補(bǔ)償誤差可寫入ADM1032的寄存器,并自動(dòng)加到所測(cè)溫度中。在用遠(yuǎn)程溫度測(cè)量時(shí),標(biāo)準(zhǔn)PNP晶體管(~2N3906)可配置成二極管。其工作*類似本地溫度傳感器。在信號(hào)通路中包含一個(gè)低通濾波器(f =65KHz),這是由于遠(yuǎn)程晶體管外加到IC 上,會(huì)從D+或D一(傳感器與遠(yuǎn)程熱晶體管的連線)線上拾取噪聲。為了*的性能,應(yīng)把遠(yuǎn)程晶體管放置在靠近溫度測(cè)量Ic的D+和D一引腳處,若有適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施,遠(yuǎn)程晶體管可以放置在距D+和D一引腳幾英尺的地方。若遠(yuǎn)程熱二極管不在PCB中,
則保護(hù)措施需要用屏蔽雙絞線纜線。若二極管在同一PCB上,則D+和D一走線應(yīng)與地平板并行,使噪聲遠(yuǎn)離。
用遠(yuǎn)程感測(cè)晶體管所引起的一~一個(gè)主要誤差源是D+和D一線的串聯(lián)電阻。此串聯(lián)電阻會(huì)引起偏移電壓,在用2電流溫度傳感器時(shí)必須單獨(dú)地校準(zhǔn)它。用板上Ic的補(bǔ)償寄存器使這種偏移電壓為零,在定標(biāo)遠(yuǎn)程晶體管之后由用戶進(jìn)行編程。PCB上的漏電也對(duì)溫度誤差有影響,應(yīng)使PCB布線*化。
主營產(chǎn)品:pt100溫度傳感器,熱電阻溫度傳感器,pt100熱電阻,熱電偶溫度傳感器,數(shù)字溫度傳感器,一體式溫度變送器