Was ist ein digitaler Temperatursensor?
Der digitale Temperatursensor und der herkömmliche Thermistor unterscheiden sich. Digitale Temperatursensoren verwenden integrierte Chips. Mithilfe der Single-Bus-Technologie können externe Störungen effektiv reduziert und die Genauigkeit der Messung verbessert werden. Gleichzeitig kann die Temperatur direkt in ein serielles digitales Signal für die Mikrocomputer Verarbeitung gemessen werden. Die Schnittstelle ist einfach, so dass die Datenübertragung und -verarbeitung vereinfacht wird.
Der digitale Temperatursensor kann direkt an den Mikrocontroller angeschlossen werden. Dies spart Entwurfszeit, Leiterplatten fläche und Kosten. Sie können flexibel sein, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Dies ist besonders nützlich für batteriebetriebene Anwendungen. Der Benutzer kann auch den Temperatur grenzwert (THIGH und TLOW), die Alarmanforderung, programmieren. Wenn der programmierte Grenzwert überschritten wird, kann unterbrochen werden, damit der Mikrocontroller funktioniert. Viele IC-Design-Systeme integrieren ADC und DAC in einem einzigen Chip, um Platinengröße zu sparen und Kosten zu senken. Einige haben auch eingebaute Algorithmen, die verwendet werden, um die maximale Leistung zu verbrauchen und das Geräusch zumindest beim Fahren des Lüfters mit der optimalen Drehzahl zu halten.
Der digitale Temperatursensor basiert auf folgenden Prinzipien:
Die mit Dioden verbundene Transistor-Basis-Emitter-Spannung VBE ist proportional zu ihrer Temperatur. Im Betriebstemperatur bereich weist VBE einen negativen Temperatur koeffizienten von etwa -2 mV / ° C auf. Tatsächlich variiert der Absolutwert von VBE mit dem Transistor. Um diese Änderungen auf Null zu setzen, muss die Schaltung jeden Transistor kalibrieren. Die allgemeine Lösung für dieses Problem besteht darin, den Transistor ΔVBE zu vergleichen, wenn zwei unterschiedliche Stromdichten an den Transistoremitter angelegt werden (siehe Abbildung 1).
Verwenden Sie die folgende Formel, um die Temperatur zu ermitteln:
(1) mit I1 = NI2 in die obige Formel,
(2) wobei das Stromverhältnis N: I1 / I2,
K: Boltzmann-Konstante,
q: Ladung,
T: Kelvin absolute Temperatur.
N, K und q sind bekannte Konstanten,
Damit ist: ΔVBE = (konstant) (T) oder T = (konstant) (ΔVBE) in der Vorspannungsdiode des Transistors angeordnet, um Rauschen durch die Messstörung zu verhindern. Das maximale ΔVBE vom Erfassungstransistor beträgt einige zehn Millivolt. Daher ist eine effektive Verarbeitung des Polpaarsignals erforderlich, um die ADC-Anforderungen zu erfüllen. Verstärkungspegel mit geschalteter Kondensatorschaltung und Chopper-Verstärker. Der ADC wandelt das zur absoluten Temperatur proportionale analoge Signal in ein digitales Wort (ausgedrückt in ° C) um.
Der digitale Temperatursensor kann direkt an den Mikrocontroller angeschlossen werden. Dies spart Entwurfszeit, Leiterplatten fläche und Kosten. Sie können flexibel sein, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Dies ist besonders nützlich für batteriebetriebene Anwendungen. Der Benutzer kann auch den Temperatur grenzwert (THIGH und TLOW), die Alarmanforderung, programmieren. Wenn der programmierte Grenzwert überschritten wird, kann unterbrochen werden, damit der Mikrocontroller funktioniert. Viele IC-Design-Systeme integrieren ADC und DAC in einem einzigen Chip, um Platinengröße zu sparen und Kosten zu senken. Einige haben auch eingebaute Algorithmen, die verwendet werden, um die maximale Leistung zu verbrauchen und das Geräusch zumindest beim Fahren des Lüfters mit der optimalen Drehzahl zu halten.
Der digitale Temperatursensor basiert auf folgenden Prinzipien:
Die mit Dioden verbundene Transistor-Basis-Emitter-Spannung VBE ist proportional zu ihrer Temperatur. Im Betriebstemperatur bereich weist VBE einen negativen Temperatur koeffizienten von etwa -2 mV / ° C auf. Tatsächlich variiert der Absolutwert von VBE mit dem Transistor. Um diese Änderungen auf Null zu setzen, muss die Schaltung jeden Transistor kalibrieren. Die allgemeine Lösung für dieses Problem besteht darin, den Transistor ΔVBE zu vergleichen, wenn zwei unterschiedliche Stromdichten an den Transistoremitter angelegt werden (siehe Abbildung 1).
Verwenden Sie die folgende Formel, um die Temperatur zu ermitteln:
(1) mit I1 = NI2 in die obige Formel,
(2) wobei das Stromverhältnis N: I1 / I2,
K: Boltzmann-Konstante,
q: Ladung,
T: Kelvin absolute Temperatur.
N, K und q sind bekannte Konstanten,
Damit ist: ΔVBE = (konstant) (T) oder T = (konstant) (ΔVBE) in der Vorspannungsdiode des Transistors angeordnet, um Rauschen durch die Messstörung zu verhindern. Das maximale ΔVBE vom Erfassungstransistor beträgt einige zehn Millivolt. Daher ist eine effektive Verarbeitung des Polpaarsignals erforderlich, um die ADC-Anforderungen zu erfüllen. Verstärkungspegel mit geschalteter Kondensatorschaltung und Chopper-Verstärker. Der ADC wandelt das zur absoluten Temperatur proportionale analoge Signal in ein digitales Wort (ausgedrückt in ° C) um.
