硅温度传感器的工作原理是什么
仪器百科 · 2012-09-30 11:57 · 32431 次点击
仪器信息网提示:硅温度传感器是一种常见的温度测量传感器,下面就有关硅温度传感器工作原理为大家介绍一下。硅温度传感器是一种常见的温度测量传感器,下面就有关硅温度传感器工作原理为大家介绍一下。
温度传感器目前分为传统温度传感器和基于硅的温度传感器。传统温度传感器包括热敏电阻、电阻温度检测器和热电偶。这些器件是模拟器件,而温度传感器没有必要一定是模拟器件。基于硅的温度传感器能够精确输出其测量温度所代表的数字量。相比于需要外部信号调理电路和模数转换器的方法,这种方案简化了控制系统的设计。
当两个相同的晶体管在集电极电流密度比恒定的情况下工作时,它们的基极-发射极电压差仅与绝对温度成正比。其他的温度传感器则基于采用二极管接法的晶体管的基极-发射极电压VBE的行为,此VBE随着温度反向变化,这个变化速率非常恒定,为-2mV/℃,但是对于不同的晶体管,VBE变化的绝对值也不同。为了补偿这种变化,可以在不同的IE值下比较ΔVBE。
某些硅温度传感器产生模拟电压输出(VPTAT,即与绝对温度成正比的电压),而其他的温度传感器则将VPTAT转换为电流输出。
在数字输出温度传感器中,放大检测晶体管的VBE,然后与带隙基准电压比较,并将结果输入到Σ-Δ或逐次逼近寄存器ADC中转换为数字输出,精度可以是13bit或16bit,其中最低有效位被用作符号位。
一种可替换的数字输出方案是采用脉宽调制(PWM),其温度和脉冲的导通与截止时间的比例成正比。由于导通时间是固定的,因此这些传感器可以按照需要执行单次测量以使功耗最小。(文章链接仪器仪表世界网)