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传感器

系统温度监测

对于许多系统设计,有必要监测高功率组件(处理器、FPGA、FET 等)以确保系统和用户安全。温度读数的精确性非常重要,因为它使设计人员能够在提高性能的同时保持在安全限制内,或者通过避免在其他地方过度设计来降低系统成本。我们广泛的紧凑型高精度温度传感器产品系列可以更靠近这些关键组件放置,实现最精确的测量。

系统温度监测资源

标题
类型
如何监控电路板温度
PCB 上的某些组件(如 FET)需要进行温度监测以提高系统的可靠性和整体效率。本应用手册详细介绍了针对此类系统监控设计挑战的布局和传感器选择。
应用手册
高性能处理器裸片温度监测
FPGA 和处理器性能可通过裸片温度监测得到显著改善。此类系统温度监测可通过远程 BJT 监测或本地温度监测来执行。
应用手册
温度传感器:表面贴装器件的 PCB 指南
本应用手册介绍了提高所测温度点精度的方法。该报告详细介绍了用于安装温度传感器以优化组件温度测量的布局技术、器件方向和最佳实践。
应用手册
具有温度检测功能的光学传感背光参考设计
LCD 显示屏具有敏感的热要求。此参考设计演示了使用远程温度传感器进行 LCD 温度监测的情况。借助系统温度监测,当观察到达到温度阈值时,会启动热关断以保护系统。
参考设计
适用于 LED 前灯的汽车多通道温度感应参考设计
此汽车前灯参考设计演示了一系列矩阵 LED 的温度监测。此设计演示了如何使用远程温度传感器而非负温度系数 (NTC) 热敏电阻来显著减少微控制器上使用的组件、物理线和引脚数量。
参考设计

适用于系统温度监测的特色温度传感器

TMP451

本地和远程温度测量 (±1°C) 能够监测整个系统的分立式 BJT(双极结晶体管)或处理器内的基板热晶体管/二极管

TMP1075

行业标准 LM75/TMP75 I2C 温度传感器的高精度 (±2°C) 升级替代产品,功耗降低高达 4 倍

TMP103

具有成本效益的数字温度传感器 (±3°C),具有 I2C 或 SMBus 通信功能,采用小型 0.76mm x 0.76mm 封装

TMP235

具有成本效益的模拟温度传感器产品 (±4°C),可与现有 ADC 搭配使用

环境温度监测

在许多应用中,环境空气温度监测对于控制环境条件或确保安全操作条件至关重要。准确快速地测量环境温度通常是一个挑战,因为传感器可能不会完全暴露于外部环境并受到系统中其他组件的自热效应。我们的高精度、低功耗单通道和多通道温度传感器系列采用紧凑型封装,可实现更快的热响应。

环境温度监测资源

标题
类型
精确测量环境温度的布局注意事项
环境温度监测需要对温度传感器遵循特定的布局和封装注意事项。如果不仔细考虑设计注意事项,可能会在操作环境中引入环境温度精度方面的误差。
应用手册
用于环境温度检测的智能恒温器局部热补偿
局部恒温器发热是导致回风室附近环境温度检测不正确的主要原因。这种错误最终会导致 HVAC 循环过冲,从而产生高昂的能源费用。此参考设计使用低成本、高精度模拟温度传感器来解决该恒温器设计难题,以评估真实的环境温度值。 
参考设计

适用于环境温度监测的特色温度传感器

TMP112

NIST 可追溯数字温度传感器集高精度 (±0.5°C) 和低功耗特性于一体。可使用 I2C、SMBus 或双线通信

LMT01

具有易于使用的脉冲计数电流环路接口的高精度 (±0.5°C) 2 引脚温度传感器。采用 TO-92 封装,可提供非板载温度测量

TMP103

具有成本效益的数字温度传感器 (±3°C),具有 I2C 或 SMBus 通信功能,采用小型 0.76mm x 0.76mm 封装

TMP235

具有成本效益的模拟温度传感器产品 (±4°C),可与现有 ADC 搭配使用

温度阈值检测

对于某些应用,不需要连续温度采集,但系统保持高于或低于温度阈值至关重要。我们的温度开关和数字温度传感器系列可实现简单的自动温度监测,以便在温度超过极限时检测迟滞现象。通过一系列器件轻松设计,这些器件允许通过外部电阻、引脚可编程、工厂编程或 I2C 设置阈值跳变点。

温度阈值检测资源

标题
类型
如何保护控制系统免受热损坏
自主温度保护可使控制系统提高可靠性。通过启用控制环路的警报,阈值检测不仅可以提高系统的稳健性,还可以通过集成来节省系统尺寸。
应用手册
带过热检测的基本风扇控制器
针对过热条件的温度阈值检测在个人电子产品、工业 PC 和配电装置中用于控制风扇以进行热调节。此参考设计演示了一个用于阈值检测的集成式小尺寸温度开关,可优化基本风扇控制所需的组件数量。
参考设计
具有精密电压、电流和功率限制的 60W、24V 高效工业电源
60W 工业交流/直流电源专为过程控制、工厂自动化和机械控制等工业和仪表系统而设计。此参考设计是一款准谐振 (QR) 反激式转换器,其通过光耦合反馈实现电压调节,并通过初级侧调节 (PSR) 实现恒定电流调节。通过引脚可选温度开关,可选择跳变点进行阈值检测以保护电源。
参考设计
低功耗电池温度监测
电池充电与温度直接相关,这就是电池指定充电效率较高的温度范围的原因。在额定温度之外充电会带来安全风险。为了防止温度过高或过低时充电,需要使用温度传感器和相应的电路来禁用充电电路。使用温度开关,可检测到基于工厂编程跳变点的过热或欠温情况。此本地温度阈值信号用于禁用充电电路,从而保护电池系统。
应用手册

适用于温度阈值检测的特色温度传感器

TMP302

温度开关提供引脚可选阈值跳变点,可在采用 MCU 或处理器的系统中实现最大灵活性

TMP390

带有出厂编程温度窗口比较器的温度开关,可最大限度减少外部系统组件

TMP708

温度开关提供电阻器可配置的阈值跳变点,可在没有 MCU 或处理器的系统中实现最大灵活性

温度补偿和校准

温度漂移必须是纠正任何系统温度变化的一个因素。温度将影响从无源组件(电阻器和电容器等)到有源组件(放大器、数据转换器、基准电压源、时钟等)的所有组件。光学元件也会受到温度漂移的影响,导致改变强度、光谱偏移或灵敏度和噪声。我们的高线性、高精度温度传感器为设计人员提供温度反馈,以纠正精密系统中的温度影响。

温度补偿 & 校准资源

标题
类型
热监测系统的校准方法
除了制造过程的变化外,温度传感器还会受到各种环境因素的影响。这些因素包括热应力、机械应力、辐射、湿度以及贮存、运输和/或组装过程中的老化,可能会在最终系统上实现后改变器件的固有特性(如精度或可靠性)。环境和系统电气因素都可能需要进行系统校准才能实现确切的系统精度。
应用手册
在高精度传感和补偿系统中使用数字温度传感器替代 RTD 
温度补偿应用需要超高精度。电阻式温度检测器 (RTD) 可在宽温度范围内提供高线性度。3 线或 4 线 RTD 电路通常涉及复杂的设计和校准。精度为 ±0.1°C 的数字温度传感器可提供高精度和线性度,无需校准。本应用报告概述了使用硅基温度传感器来替代 RTD 的设计注意事项。
应用手册
汽车高温传感器 (HTS) 参考设计
此参考设计演示了热电偶模拟前端。设计中包含的保护策略可保护模拟前端不受耦合瞬态影响。具有 < ±1°C 的高精度数字温度传感器可用作基准,以帮助补偿冷端补偿电路。
参考设计
适用于可编程逻辑控制器 (PLC) 的温度传感器接口模块
此参考设计详细评估了传感器信号调节、热电偶冷端补偿、RTD 比例式测量技术、建议的软件流量、传感器线性化、传感器诊断、瞬态保护、PCB 布局和其他实用设计注意事项,以实现工业应用中温度测量的高精度稳健设计。 温度传感器接口模块采用全隔离设计,这是小型传感器信号测量所必不可少的。此设计还符合 IEC61000-4 标准,这是在恶劣/嘈杂的工业环境中实现可靠性能所必需的。
参考设计
针对温度传感器中冷端补偿的 RTD 替代
使用热电偶的温度传感应用需要一个精确的局部温度传感器来实现高精度。此参考设计提出了针对冷端补偿 (CJC) 或包含超低功耗热电偶模拟前端等设计难题的解决方案。对高精度 4mA 至 20mA 传感器的功耗性能和精度性能进行了优化,同时还展示了不同 CJC 和 TC 前端实现的性能。
参考设计

用于温度补偿和校准的特色温度传感器

TMP117

NIST 可追溯的单芯片数字温度传感器,可替代 AA 级 RTD 产品,具有高精度 (±0.1°C) 且无需校准

LMT70

超小型 0.88mm x 0.88mm 模拟温度传感器,可在具有 ADC 的系统中提供高精度 (±0.2°C)

TMP112

NIST 可追溯数字温度传感器集高精度 (±0.5°C) 和低功耗特性于一体。可使用 I2C、SMBus 或双线通信

TMP235

具有成本效益的模拟温度传感器产品 (±4°C),可与现有 ADC 搭配使用

体温监测

了解患者的体温是任何临床诊断的关键第一步,也是运动员的重要关注点。除了要求超高精度外,行业正朝着紧凑型可穿戴设备的方向发展,以提供持续的温度监测。精度高达 0.1°C 的温度传感器不仅符合 ASTM E1112 线对医用温度计的要求,而且还经过优化,可使电池供电的可穿戴设备保持紧凑和舒适。

体温监测资源

标题
类型
与加利福尼亚大学合作开展无线患者监护研究
德州仪器 (TI) & 加利福尼亚大学讨论了使用超高精度数字温度传感器推进医疗温度监测的价值。
视频
可穿戴温度检测的布局注意事项
高精度人体温度测量需要仔细的设计考虑,以在不影响系统精度的情况下缩短热响应时间。传感器放置、灵活的 PCB 和连接是一些有助于实现体温测量的功能。
应用手册
支持蓝牙的高精度皮肤温度测量柔性 PCB 贴片
美国测试与材料协会 (ASTM) 要求系统精度高达 ±0.1°C,以实现出色的患者温度监测。物联网的发展使得使用无线技术进行数据聚合成为可能。采用这种无线技术设计温度贴片需要仔细考虑灵活的 PCB 设计、传感器放置和布线。此参考设计介绍了设计的这些方面,同时借助无线技术实现了较长的电池寿命。
参考设计

适用于体温监测的特色温度传感器

TMP117

NIST 可追溯、符合 ASTM E1112 和 ISO 80601 标准的高精度 (±0.1°C) 数字温度传感器,可通过 I2C 或 SMBus 进行传输

LMT70

超小型 0.88mm x 0.88mm 模拟温度传感器,可在具有 ADC 的系统中提供高精度 (±0.2°C)

液体温度监测

对于许多计量和工业过程,有必要直接测量液体的温度或使用温度数据进行补偿,以更准确地计算液体的容积流量。这些应用不仅要求传感器具有较小的尺寸以降低流动阻力,在液体易燃的情况下还要求具有较低的功耗。我们提供低功耗模拟和数字解决方案,其精度可与 AA 级 RTD 相媲美,功耗仅为 6.3μW。

液体温度监测资源

标题
类型
使用数字温度传感器替代热量计中的 RTD
测量水温度的热量计需要超高的精度。电阻式温度检测器 (RTD) 可在宽温度范围内提供高线性度,但这些传感器需要校准和补偿才能实现精度可重复性。精度为 ±0.1°C 的数字温度传感器可提供高精度和线性度,无需校准。本应用报告概述了使用硅基温度传感器来替代 RTD 的设计注意事项。
应用手册
使用数字温度传感器替代铂 RTD 传感器
热量计温度探头需要超高的精度。此参考设计使用精度与 AA 类电阻温度检测器 (RTD) 相当的数字温度传感器。 
参考设计
参考设计

适用于液体温度监测的特色温度传感器

TMP117

NIST 可追溯、高精度 (±0.1°C) 数字温度传感器,可通过 I2C 或 SMBus 进行传输。

TMP112

NIST 可追溯数字温度传感器集高精度 (±0.5°C) 和低功耗特性于一体。可使用 I2C、SMBus 或双线通信

LMT01

具有易于使用的脉冲计数电流环路接口的高精度 (±0.5°C) 2 引脚温度传感器。采用 TO-92 封装,可提供非板载温度测量

温度感应工程师指南

凭借 40 多年帮助客户优化温度监测和保护设计的经验,我们编撰了一本全面涵盖六大独特应用挑战的电子书,涉及独特的传感器布局和布线考虑因素。在《温度感应工程师指南》中,您将了解实际应用中的温度感应设计基础知识。  应用手册和参考设计提供有关传感器选择过程的支持和深度见解,以及为保证最佳温度响应所需的注意事项。 

主题包括:

  • 温度检测基础知识
  • 系统温度监测
  • 环境温度监测
  • 温度阈值检测
  • 温度补偿和校准
  • 体温监测
  • 流体温度监测