集成溫度傳感器的原理是基于硅基p-n結(jié)對溫度的敏感效應(yīng),，它有三種類型：1.線性輸出集成溫度傳感器,，電壓與溫度成比例關(guān)系；2.臨界點(diǎn)輸出集成溫度傳感器,，探測溫度以防止過熱,，臨界溫度點(diǎn)的調(diào)整可通過電阻設(shè)置來完成。3.數(shù)字傳感器,，用數(shù)據(jù)總線傳輸溫度值,，用數(shù)字輸出取代模擬輸出。集成溫度傳感器的工作溫度范圍是有限的,，通常在-55°C~150°C之間,，但卻具有價(jià)格低廉,、設(shè)計(jì)簡易、測量精確等優(yōu)越性,。集成溫度傳感器特有的低價(jià)格是制造商手中的法寶,，在溫度傳感器中集成溫度傳感器價(jià)格最低，但它也有兩個(gè)弱點(diǎn),，即受溫度限制和受電磁干擾,，但這些消極因素并不能影響制造商的信心。

１ 集成溫度傳感器的產(chǎn)品分類

現(xiàn)代信息技術(shù)的傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品,，尤其是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首,。近百年來,，溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段；(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件),；(2)模擬集成溫度傳感器／控制器,；(3)智能溫度傳感器。目前,，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化,、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,。

1.1 模擬集成溫度傳感器

集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器,。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的,，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC,。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測量溫度),、測溫誤差小、價(jià)格低,、響應(yīng)速度快,、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小,、微功耗等,，適合遠(yuǎn)距離測溫、控溫,，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn),，外圍電路簡單。

1.2 模擬集成溫度控制器

模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān),、可編程溫度控制器,。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序,，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng),，工作時(shí)并不受微處理器的控制,，這是二者的主要區(qū)別。

1.3 智能溫度傳感器

智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問世的,。它是微電子技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前,，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品,。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器,、信號(hào)處理器,、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器,、中央控制器(cpu),、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量,，適配各種微控制器(MCU),；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平,。

2 智能溫度傳感器發(fā)展的新趨勢

進(jìn)入21世紀(jì)后,，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能,、總線標(biāo)準(zhǔn)化,、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器,、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展,。

2.1 提高測溫精度和分辨力

在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器,，其測溫精度較低,，分辨力只能達(dá)到1℃。目前,，國外已相繼推出多種高精度,、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位A/D轉(zhuǎn)換器,，分辨力一般可達(dá)0.5~0.0625℃,。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù),，其分辨力高達(dá)0.03125℃,，測溫精度為±0.2℃,。

2.2 增加測試功能

新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強(qiáng)。例如,，DS1629型單線智能溫度傳感器增加了實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘（RTC）,，使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲(chǔ)功能,，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的E2PROM存儲(chǔ)器,，可存儲(chǔ)用戶信息。另外,，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展,，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。

智能溫度傳感器都具有多種工作模式可供選擇,，主要包括單次轉(zhuǎn)換模式,、連續(xù)轉(zhuǎn)換模式、待機(jī)模式,，有的還增加了低溫極限擴(kuò)展模式,，操作非常簡便。對某些智能溫度傳感器而言,，主機(jī)(外部微處理器或單片機(jī))還可通過相應(yīng)的寄存器來設(shè)定其A/D轉(zhuǎn)換速率,，分辨力及最大轉(zhuǎn)換時(shí)間。

2.3 總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化

目前,，智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線(Wire)總線,、I2C總線、SMBus總線和spI總線,。

2.4 可靠性及安全性設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器大多采用積分式或逐次比較式轉(zhuǎn)換技術(shù),，其噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差,。新型智能溫度傳感器普遍采用了高性能的Σ－Δ式A／Ｄ轉(zhuǎn)換器,，它能以很高的采樣速率和很低的采樣分辨力將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再利用過采樣,、噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù),，來提高有效分辨力。Σ－Δ式A／D轉(zhuǎn)換器不僅能濾除量化噪聲,，而且對外圍元件的精度要求低,。為了避免在溫控系統(tǒng)受到噪聲干擾時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作。為防止因人體靜電放電(ESD)而損壞芯片,。一些智能溫度傳感器還增加了ESD保護(hù)電路,，一般可承受1000~4000V的靜電放電電壓,。本文源自澤天傳感，轉(zhuǎn)載請保留出處,。