精华内容
下载资源
问答
  • 美国国家半导体温度传感器芯片开发概览及产品简介 美国国家半导体的温度传感器芯片发展有四大方向:模拟(应用于无线类、硬盘机、空调等的产品),数字(应用于硬盘机、空调、医疗设备、计算机类的产品)、远程二极管...
  • Automation explorer)的强大配置功能,做了一个半导体温度传感器测试的示例。 一、半导体温度传感器 半导体温度传感器 (semiconductor transducer )利用半导体材料的物理特性制成的温度传感器。其优点在于:...

    本文从本人的163博客搬迁至此。

    为了展示NImax(Measurement & Automation explorer)的强大配置功能,做了一个半导体温度传感器测试的示例。

    一、半导体温度传感器

    半导体温度传感器 (semiconductor transducer )利用半导体材料的物理特性制成的温度传感器。其优点在于:灵敏度高、体积小、响应速度快和成本低等;缺点是测量范围较窄,精度不高等。早期的半导体温度传感器需要配备辅助电路,线性不佳,且整个测量系统需要标定后方可使用,应用不方便。但各大半导体公司推出的新型温度传感器,一般经过线性校正,且采用电压直接输出,极大地简化了温度的测量步骤。

    半导体温度传感器可大致分为"数字接口"和"模拟接口"两大类,常见的DS18B20就属于数字接口类,这里为了展示USB-6009的模拟测试功能,选择模拟接口类型的MCP9700。MCP9700的灵敏度达到10mV/℃,具有非常优异的线性,且可以直接测量0℃以下的温度。MCP9700典型的温度——电压关系如下图所示:

    图1 MCP9700输出电压和温度对应曲线

    二、测试电路

    由图1可知,在0-100℃的常温下,MCP9700的输出电压为0.5~1.5V,如果直接送给USB-6009配置为单端(RSE)模式的模拟输入通道(输入范围为-10V~+10V),则显得输入范围太小。因此在MCP9700的输出端配置了一个同相放大器来增加其输入范围。  

    图2 温度传感器输出放大电路

    经过放大后,在0-100℃的常温下,放大器的输出电压为1~3V。

    三、在NImax中配置换算规则

    NImax是NI公司的硬件配置平台,在该平台上可以测试、配置NI公司生产的各种硬件板卡和设备。本例在NImax配置换算关系,随后在LabVIEW程序框图中使用该换算关系,这样就可以直接在程序框图中直接得到换算结果,非常直观方便。

    1、打开NImax。 

     

    图3 打开Measurement & Automation explorer 

    2、单击右键单击左侧目录树中的"换算",在弹出的快捷菜单中选择"新建…",弹出下图,单击"下一步"。

    图4 新建NI-DAQmx 

    3、由于MCP9700具有线性输出,所以在弹出的下图中选择左侧框中的"映射范围"。

     

    图5 选择换算关系  

    4、输入换算名称:"MCP9700温度换算(放大两倍)",并单击"完成"。 

     

    图6 输入换算名称 

    5、单击Measurement & Automation explorer主界面左侧"换算"下的"MCP9700温度换算(放大两倍)",在左侧配置换算关系。 

    图7 配置换算关系

    由于选择了线性关系,因此只需指定线性映射关系中的"最大值"和"最小值"两个点即可固定换算关系。如上图所示,换算前的最大值为3V,最小值为1V;换算后的最大值为100℃,最小值为0℃;换算前单位为"伏特",换算后为"摄氏度"。最后单击上部的"保存"。 

    四、测试程序

    在LabVIEW的程序框图中配置USB-6009,其中"自定义换算关系"连线端子处需连接到NImax中配置的换算关系"MCP9700温度换算(放大两倍)",如图8所示。具体过程是:在连线状态下右键单击"自定义换算关系"端子——在弹出快捷菜单中选择"创建","常量"——在工具选板中选择"操作值"工具——单击刚创建的"常量"——在图8所示的快捷菜单中选择"MCP9700温度换算(放大两倍)"。  

     

    图8 指定事先配置的"自定义换算关系" 

    温度测试程序如图9所示。

     

    图9 温度测试程序

    上图程序中,每输出一个新的温度值都启动了100次测量,并对其求平均,以降低噪声的影响。

     

    五、程序运行结果

    打开图9所示的测试程序,并用手触摸MCP9700得到图10所示的测试曲线。

     

    图10 实际测试得到的温度曲线

    未完待续……  

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/helesheng/p/9833552.html

    展开全文
  • 温度传感器可说是无处不在,空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备,均需要提供温度传感功能。以计算机为例,当中的中央处理器的运行速度愈快,所耗散的热量便愈多,为免...
  • 意法半导体(STMicroelectronics)新推一个采用4引脚UDFN微型封装的高精度温度传感器STLM20,该器件对电源电流要求极低,不到4.3microamps(典型值),特别适合3G手机等电池供电的应用设备,因为这些产品要求在整个温度...
  • 意法半导体(STMicroelectronics)新推一个采用4引脚UDFN微型封装的高精度温度传感器STLM20,该器件对电源电流要求极低,不到4.3microamps(典型值),特别适合3G手机等电池供电的应用设备,因为这些产品要求在整个温度...
  • 半导体温度传感器以其成本低、功能强大、体积小并具有良好的线性度等突出优势而应用升温。 LM86是美国国家半导体公司推出的一款11位远程半导体数字温度传感器,具有双线系统管理总线(SMBus)串行接口,能够精确测量...
  • 温度传感器根据其接口方式大体可分为模拟温度传感器和数字温度传感器,通过具体芯片的应用,介绍了这两种温度传感器的特点,以及...重点讨论了具有数字接口的半导体温度传感器,并对温度传感器未来的发展进行了展望。
  • 其中半导体吸收式光纤温度传感器作为一种强度调制的传光型光纤传感器,除了具有光纤传感器的一般优点之外,还具有成本低、结构简单、可靠性高等优点,非常适合于输电设备和石油井下等现场的温度监测,近年来获得了...
  • 美国国家半导体公司(National Semiconductor,以下简称国半)宣布推出一系列高精度的远程二极管温度传感器,其特点是采用具有晶体管模式beta补偿功能的国半TruTherm热能管理技术,适用于内置65nm及90nm高性能微处理...
  • 本资源使用电子耗尽层理论解释了半导体金属氧化物气体传感器的原理;举例说明了一种MEMS温度或湿度或光传感器的原理
  • 良好的线性度能提高有效测量区域的... 从光源的发射光谱特性和选用半导体材料的吸收谱线两个方面着手, 得出提高光源输出功率可相应拓宽温度的线性测量范围的结论, 为半导体吸收型光纤温度传感器的高精度测量提供参考。
  • 美国国家半导体公司(National Semiconductor,以下简称国半)宣布推出一系列高精度的远程二极管温度传感器,其特点是采用具有晶体管模式beta补偿功能的国半TruTherm热能管理技术,适用于内置65nm及90nm高性能微处理...
  • 其中半导体吸收式光纤温度传感器作为一种强度调制的传光型光纤传感器,除了具有光纤传感器的一般优点之外,还具有成本低、结构简单、可靠性高等优点,非常适合于输电设备和石油井下等现场的温度监测,近年来获得了...
  • 目前生物识别——活体指纹识别系统的应用日益广泛,其中Veridicon推出的I-touch半导体指纹传感器是一个300×300点阵、分辨率为 500DPI的低功耗传感器件,内部集成有温度传感器和电阻传感器。
  • 美国国家半导体公司(National Semiconductor,以下简称国半)宣布推出一系列高精度的远程二极管温度传感器,其特点是采用具有晶体管模式beta补偿功能的国半TruTherm热能管理技术,适用于内置65nm及90nm高性能微处理...
  • 浅谈温度传感器

    2021-01-19 16:38:45
    半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。  两种不同材质的导体...
  • 半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。本文就为大家介绍一下...
  • 美国国家半导体公司(National Semiconductor,以下简称国半)宣布推出一系列高精度的远程二极管温度传感器,其特点是采用具有晶体管模式beta补偿功能的国半TruTherm热能管理技术,适用于内置65nm及90nm高性能微处理...
  • 美国国家半导体公司(National Semiconductor Corp.)面向设计标准为65nm的微细LSI发布了温度传感器IC“LM95234”等5种产品。这些产品配备了对用于温度测定的片上热敏二极管(Thermal Diode)的误差进行修正的功能...
  • 高性能模拟器件和混合信号产品的主导厂商之一的意法半导体(ST)推出两款高精度专用数字温度传感器芯片,新产品完全符合个人计算机双列直插内存模块(DIMM)的温度监测标准JEDEC JC42.4的规定。 计算机等系统内的双...
  •  中国,2008年1月29日 — 模拟集成电路市场的龙头企业意法半导体(纽约证券交易所代码:STM)今天推出一系列高精度数字输出温度传感器。新系列产品特别适用于广泛低功耗应用的各种电子设备,温度测量范围从负55摄氏...
  • 半导体技术的支持下, 本世纪相继开发了包含半导体热电偶传感器在内的多种温度传感器。 与之相应, 根据波与物质的相互作用规律, 相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 而光纤自20 世纪70 年代...
  • 集成温度传感器MAX6611

    2021-01-19 16:58:54
     利用半导体二极管作温度传感器是简单的,并且也是的。但是它的温度特性一致性差(互换性差),并且要标定,使生产复杂化。集成温度传感器将测温二极管及调理电路集成在一起,使温度特性一致,无需标定;输出灵敏度...
  • 目前生物识别——活体指纹识别系统的应用日益广泛,其中Veridicon推出的I-touch半导体指纹传感器是一个300×300点阵、分辨率为 500DPI的低功耗传感器件,内部集成有温度传感器和电阻传感器,因而可以防止电子欺诈。...
  • 温度传感器的概述

    2021-01-19 16:59:33
    热敏电阻式温度传感器是用陶瓷半导体材料掺人适量氧化物,根据所需要的形状,在高温下烧结而成的温度系数很大的电阻体制成。在工作范围内,按陶瓷半导体的电阻与温度的特性关系,热敏电阻可以分成三种类型。一种是负...
  • 我们针对以热电偶,热电阻,半导体温度传感器为前端,MCU为数据处理核心的电路测量系统。首先分析其基本结构,再大致分析其特点与成本。我们的目标就是得到一个数字的温度信息,比如测量室温是25...

    温度测量方案对比分析
    一、概述
    温度测量存在于我们生活与工作的方方面面,我们可以测量单点的温度体现整体环境温度,也可以测量多点温度,综合反应环境情况。本文针对单点测量的情况进行分析,如何从一点扩展到多点不做讨论。
    我们针对以热电偶,热电阻,半导体温度传感器为前端,MCU为数据处理核心的电路测量系统。首先分析其基本结构,再大致分析其特点与成本。我们的目标就是得到一个数字的温度信息,比如测量室温是25摄氏度,我们认为在单片机内得到这个温度,算是我们工作完成,至于这个数字如何显示出来,或者通过有线无线传输到云平台之类,如何存储,我们不再进行分析。
    由于结构的不同,成本会有很大的变化,本文力求给出一个概略的成本范围,方便读者简单判断。(这里成本价格是个参考值,并非绝对值。)

    二、测温系统的构成
    我们感知一个点的温度,首先要有个敏感的前端测温部件,这个部件可以是接触式的或非接触式的。当温度变化时,此部件可能产生电压的变化,电阻的变化或者其它信号的变化。之后,我们将这个变化的信号进行调理,变换成我们方便采集的信号,最后将这个信号进行采集,变为一个数字信号。当然某些传感器,尤其是新型的半导体传感器,可能综合了以上一个或几个部分,直接输出了数字温度信息。

    三、热电偶构成的温度测量系统与成本分析

    1. 基本结构
      热电偶将环境温度转换为电压信号,我们将小信号进行放大,数据采集,数据变换,得到一个温度值。整体结构如下:
      在这里插入图片描述
      针对以上,热电偶常见有K B E J T S N R类型。信号放大可以自己用模拟电路构建,也可以使用厂家集成电路,很多IC同时集成了信号放大与ADC,有些则集合了ADC与MCU。

    2. 成本分析
      (1) 热电偶根据类型,成本如下:
      在这里插入图片描述
      热电偶根据类型,测温范围,测温精度,产品寿命,反应时间,引线方式,品牌,产地等等因素,价格会有很大差异,以上价格是个概略的参考价格范围。比如,常见的K J E型热电偶,国产便宜的大约几块钱,多数从几块到二十几块不等,进口产品要200到400不等。

    (2) 电路部分成本估算
    此部分包括信号放大、ADC、MCU和其它配套成本。
    如果利用模拟放大电路,自己建立信号放大,大约成本在3元到5元不等,ADC加MCU用最经济的,大约5块以内。整体成本如下:
    在这里插入图片描述
    如果利用集成电路,例如MAX6675,可以方便的实现信号放大和冷端补偿,整体结构会变得简单,稳定性也会增加,成本不会太大变化。另外ADC部分可以采用带有放大能力的IC,比如TI的ADS1118,可以直接将热电偶电压信号转换为数字信号。
    在这里插入图片描述
    3. 举例说明
    假设我们测量环境温度,比如仓库温度,空调出风口温度或者室温情况。测量精度不高,误差±1摄氏度。采用K型热电偶,比较经济的测量电路。整体硬件成本大约在16-31元左右。
    在这里插入图片描述
    再次说明,这里测试就是MCU里有了一个数据,比如环境是15摄氏度,至于这个数据如何传递,如何展示,这里不讨论。
    另外成本会和生产量有很大关系。我们这里估算的价格,大约是一次生产500套左右的单价。而且不计算各种开工费。以下的其它成本考虑类同。

    四、热电阻构成的温度测量系统

    1. 基本结构
      热电阻将环境温度转换为电阻信号,我们将电阻信号变换为电压信号,之后数据采集,数据变换,得到一个温度值。整体结构如下:
      在这里插入图片描述

      针对以上,热电阻常见有PT100, PT1000,Cu50, NTC, PTC等类型。信号转换可以自己用模拟电路构建,也可以使用厂家集成电路,很多IC同时集成了信号放大与ADC,有些则集合了ADC与MCU。

    针对热电阻测量,我们也可以采用另外一种结构,将电阻信号变换为时间信号测量。即通过对比参考电阻与被测电阻在同一电容上的放电时间,测量热电阻的阻值,从而测量温度。整体结构如下:

    在这里插入图片描述
    2. 成本分析
    (1) 热电阻根据类型,成本如下:
    在这里插入图片描述
    热电阻根据类型,测温范围,测温精度,产品寿命,反应时间,引线方式,品牌,产地等等因素,价格会有很大差异,以上价格是个概略的参考价格范围。比如,常见的PT100热电阻,国产便宜的大约5块钱,进口的,做过各种防护的,上千块钱。
    NTC PTC如果是板载的,例如0603封装的,便宜的大约0.1元,如果带外壳,带灌装的,或者带引线的,大约2元到10元不等。

    (2) 电路部分成本估算
    此部分包括信号转换、ADC、MCU和其它配套成本。
    如果利用模拟放大电路,自己建立信号放大,大约成本在3元到5元不等,ADC加MCU用最经济的,大约5块以内。整体成本如下:
    在这里插入图片描述
    如果利用时间测量,成本会有一定的降低
    在这里插入图片描述

    1. 举例说明
      还是假设之前的例子,假设我们测量环境温度,比如仓库温度,空调出风口温度或者室温情况。测量精度不高,误差±1摄氏度。采用PT100热电阻,比较经济的测量电路。整体硬件成本大约在13-29元左右。
      在这里插入图片描述

      这里可以进行一个简单的极限考虑,比如我们对环境的测温要求特别的不高,误差正负两三度都问题不大,测量速度也没有要求,成本要求很低,要求测量点特别多,对产品一致性使用寿命都没有特别的要求。整体成本大约如下:
      在这里插入图片描述
      五、半导体测温芯片构成的温度测量系统

    2. 基本结构
      半导体测温芯片将环境温度转换为电压信号或者数字信号,我们利用MCU直接采集或读取温度值。整体结构如下:
      在这里插入图片描述
      针对以上,常见测温半导体有DS18B20, GX18B20, TMP112, LM75, SHT21等等。此类传感器构成的系统结构非常简单,就是通过一个数字接口,如I2C, SPI,或者1wire进行连接,读取温度数值。

    3. 成本分析
      (1) 常见数字温度传感器,成本如下:
      在这里插入图片描述
      (2) 电路部分成本估算
      此部分包括MCU和其它配套成本。整体成本如下:
      在这里插入图片描述

    4. 举例说明
      还是假设之前的例子,假设我们测量环境温度,比如仓库温度,空调出风口温度或者室温情况。误差±0.5摄氏度。我们采用比较经济的不需要电源芯片的GX18B20温度传感器(北京中科银河芯科技有限公司),整体硬件成本大约在7.3-10.8元左右。
      在这里插入图片描述
      六、比较三种温度传感器结构与成本
      综合以上分析,采用热电偶,热电阻和半导体温度传感器进行环境温度测量。我们可以大致得到以下的结论。
      如果测量很低的温度(零下40℃以下)或者很高的温度(120℃以上)可以采用热电偶或者热电阻,半导体式的并不合适。如果是测量常见的环境温度,半导体式的测量结构上最简单。
      在精度要求不是很高的情况下,采用NTC或者PTC式的热电阻结构的测量成本可以达到最低。

    在这里插入图片描述

    七、比较三种测温方式功耗

    热电偶:
    在这里插入图片描述
    热电阻:
    在这里插入图片描述
    半导体芯片测温方式:
    在这里插入图片描述
    从上图的结构看,热电偶测温电路需要信号放大电路和ADC电路,信号放大电路功耗较高,是3个方案中功耗最高。而半导体芯片测温方式只是芯片测温电路的功耗和MCU的功耗,是3个方案中功耗最低的。热电阻测温方式需要R-V转换电路,一般是电桥或者恒流源的方式来实现,功耗居中。

    这个文章写到最后,感觉测量温度的情况太多了,温度传感器种类太多,封装类型太多,精度差别太多,这样笼统的分析,想得到一个简单的答案或者价格趋势是非常牵强的。但是对于测温精度要求较高的场合,半导体芯片测温方式是功耗最低,价格也相对便宜的。

    展开全文
  • 压力,接近度,温度和电子罗盘传感器;和INEMO惯性模块和触摸屏控制器,使ST的产品组合极其广泛和深入。 研究机构IHS在近的一份中断言,传感器集线器 - ST的焦点将在未来的传感中发挥关键作用。这些集线器可以...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 460
精华内容 184
关键字:

半导体温度传感器