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  • 1 # 童丿丶先森

    近十年來,為了適應工業上精度要求高,極端條件,微型化以及晶片上高度整合等的需求,研發出了模擬整合溫度感測器與智慧溫度感測器。

    1、模擬整合溫度感測器

    整合感測器是採用矽半導體整合工藝製成的,因此亦稱矽感測器或單片整合溫度感測器。模擬整合溫度感測器是在20世紀80年代問世的,它將溫度感測器整合在一個晶片上、可完成溫度測量及模擬訊號輸出等功能。模擬整合溫度感測器的主要特點是功能單一(僅測量溫度、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等,適合遠距離測溫,不需要進行非線性校準,外圍電路簡單。與傳統分立溫度感測器相比,整合溫度感測器有著明顯的優勢。傳統溫度感測器大多是基於分立的感溫元件,例如pt100,這種型別的溫度感測器需要一定的外圍電路來測量。對於現在高整合度的電子產品來說,這顯然是不太實用和方便的。當然,整合溫度感測器相對於分立感測器來說也有本事固有的缺點:測量精度受工藝波動的限制。在學術界雖然己經有較高精度的CMOS整合溫度感測器的文獻發表(±0.1°C)。但是由於TRIM成本較高,並不能完全應用於實際的大規模量產中。考慮到實際應用的需要,並不是所有的應用都需要到達如此精度,

    2、智慧溫度感測器

    智慧溫度感測器(亦稱數字溫度感測器)與各種微處理器結合,連線到網路中,透過智慧理論(人工智慧技術、神經網技術、模糊技術等)對取樣資料進行處理,形成帶有訊號處理、溫度控制、邏輯功能等一系列功能的智慧溫度感測器。智慧溫度感測器是在20世紀90年代中期問世的。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術(ATE)的結晶。目前,國際上已開發出多種智慧溫度感測器系列產品。智慧溫度感測器內部包含溫度感測器、A/D轉換器、訊號處理器、儲存器(或暫存器)和介面電路。有的產品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機存取儲存器(RAM)和只讀儲存器(ROM)。智慧溫度感測器能輸出溫度資料及相關的溫度控制量,適配各種微控制器(MCU),並且可透過軟體來實現測試功能,其智慧化取決於軟體的開發水平。智慧溫度感測器發展的新趨勢:

    1提高測溫精度和分辨力

    2增加測試功能

    3匯流排技術的標準化與規範化

    4可靠性及安全性設計

    5虛擬溫度感測器和網路溫度感測器

    溫度感測器發展願景:

    近年來,中國工業現代化的程序和電子資訊產業連續的高速增長,帶動了感測器市場的快速上升。溫度感測器作為感測器中的最重要一類,佔整個感測器總需求量的40%以上[8]。溫度感測器用途十分廣闊,可用作溫度測量與控制、溫度補償、流速、流量和風速測定、液位指示、溫度測量、紫外光和紅外光測量、微波功率測量等而被廣泛的應用於彩電、電腦彩色顯示器、切換式電源、熱水器、電冰箱、廚房裝置、空調、汽車等領域。近年來汽車電子、消費電子行業的快速增長帶動了中國溫度感測器需求的快速增長。但是隨著工業生產效率的不斷提高,自動化水平與範圍的不斷擴大,對溫度感測器的要求也越來越高,智慧溫度感測器雖然能夠做到高精度、多功能、匯流排標準化、高可靠性及安全性,但是仍有很多技術限制有待解決,比如所開發虛擬感測器和網路感測器、單片測溫系統等。因此,筆者預計在將來,隨著智慧溫度感測器的普及、成本的降低和技術瓶頸的突破,其將會取代傳統的感測器的地位,但是如今距離那一步仍有很長的一段路要走。

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