各位可以回顧我先前撰寫的四個(gè)專欄 (請(qǐng)見參考資料)，其中分別探討電熱調(diào)節(jié)器(thermistor)、電阻式溫度計(jì)(resistance-temperature detectors ;RTD)及溫差熱電耦溫度感測(cè)器(thermocouple temperature sensors)。不過(guò)，各位可以發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)上的整合式溫度感測(cè)器 (IC 溫度感測(cè)器) 是相當(dāng)適合溫度感測(cè)的解決方案。

　　IC溫度感測(cè)器(圖一)也可用來(lái)解決溫度測(cè)量問(wèn)題。這些感測(cè)器只能在 –55℃~ 200℃的限制溫度範(fàn)圍內(nèi)運(yùn)作，不過(guò)在 PCB 上安裝相當(dāng)容易，而且輸出格式相當(dāng)便利。雖然很難將不同類型的 IC 感測(cè)器歸類，但是下文將概略說(shuō)明這些硅晶片的輸入、內(nèi)部及輸出。

圖一 IC 溫度感測(cè)器

　　這些 IC 溫度感測(cè)器的功能有各種輸入及輸出選項(xiàng)。例如，在這類感測(cè)器的溫度感測(cè)輸入端，您可以選用硅晶片內(nèi)建實(shí)際溫度感測(cè)器的IC溫度感測(cè)器。這類溫度感測(cè)器會(huì)回報(bào)感測(cè)器位置的溫度。另一方面，您可以將許多IC溫度感測(cè)器連線到遠(yuǎn)端二極體和IR感測(cè)器。如果要以低成本的方式從板載(on-board)微控制器或處理器二極體的電子產(chǎn)品或介面遠(yuǎn)距離感測(cè)溫度，遠(yuǎn)端二極體相當(dāng)方便。

　　透過(guò)這些晶片的輸出終端獲取溫度資訊之后，即可看見類比輸出(電壓和電流)、數(shù)位 SPI、數(shù)位 I2C 以及脈衝寬度調(diào)變(PWM)介面等。類比電壓及電流輸出 IC 感測(cè)器能夠讓使用者將訊號(hào)維持在類比領(lǐng)域內(nèi);不過(guò)對(duì)于偏好數(shù)位的人，溫度資訊也提供標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 或叁線式格式，以及雙線式 I2C 格式或 SMBus。

　　這些數(shù)位介面提供良好的雜訊抗擾性(noise immunity)，并且是便利的PCB路由替代方案。透過(guò)這些類型的數(shù)位訊號(hào)，可以取得高達(dá)16位元的解析度。在有限的溫度範(fàn)圍內(nèi)，溫度準(zhǔn)確度高達(dá)?0.5℃，在全溫度範(fàn)圍內(nèi)，溫度準(zhǔn)確度為?2.5℃。

　　在查看這些晶片的 IC 溫度感測(cè)器內(nèi)部選項(xiàng)時(shí)，便會(huì)發(fā)現(xiàn)功能相當(dāng)多。由于這些感測(cè)器都是硅晶片感測(cè)器，因此 IC 設(shè)計(jì)人員可以善用製程技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。例如，可以在其中部份晶片發(fā)現(xiàn) ALERT 及過(guò)溫訊號(hào)通知。如果 IC 感測(cè)器能夠連線至遠(yuǎn)端二極體，您將發(fā)現(xiàn) Beta、阻抗及? 因素的補(bǔ)償功能。

　　這些類型的溫度感測(cè)器確實(shí)有一些限制;例如，必須使用 RTD 或溫差熱電耦溫度感測(cè)器感測(cè)低于 –55℃ 或高于 150℃的溫度。如果需要相當(dāng)高的可重復(fù)性和準(zhǔn)確度，RTD 溫度感測(cè)器是最好的選項(xiàng)。對(duì)于溫度變化的反應(yīng)性取決于裝置封裝的尺寸，較小的封裝可以在較短的時(shí)間內(nèi)反應(yīng)。一般而言，RTD、溫差熱電耦及電熱調(diào)節(jié)器回應(yīng)時(shí)間大約是 1 到 10 秒。IC 溫度感測(cè)器較慢，大約是 4 到 60 秒。

　　IC 溫度感測(cè)器解決方案相當(dāng)實(shí)用，因?yàn)榫瑑?nèi)建必要的訊號(hào)調(diào)節(jié)電路。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員不需要擔(dān)心線性化 (linearization)、低溫接點(diǎn)補(bǔ)償、比較器、額外 ADC 或電壓參考的問(wèn)題。這個(gè)低成本的解決方案極可能就是您保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)所需要的解決方案。