為系統測量和保護選擇溫度傳感器
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環(huán)境空氣
環(huán)境空氣的溫度比較難測量，因為傳感器的溫度必須反映空氣的溫度，但是由于與其他部件(PCB、電源及CPU等)相隔離，它們可能處于不同的溫度。熱敏電阻、熱電偶及RTD一般都采用可將傳感元件與PCB溫度隔開(kāi)的長(cháng)引線(xiàn)，如果引線(xiàn)足夠長(cháng)，則傳感元件將和環(huán)境處于同一溫度，而引線(xiàn)則與可能處于不同溫度的PCB相連。IC傳感器通常很難用來(lái)測量環(huán)境溫度，因其最佳傳熱通道是與PCB處于同一溫度的引線(xiàn)。如果PCB不具有和環(huán)境相同的溫度(例如，如果它裝有功耗足以升高電路板溫度的器件)，則IC即不可能測量環(huán)境溫度。請注意，即使采用可使IC傳感器高于PCB的傳統IC封裝，例如TO92，由于引線(xiàn)的導熱能力非常好，因而測出的溫度實(shí)際上仍然是PCB的溫度。但由于它們具有數字輸出及恒溫器等其他功能，IC傳感器有時(shí)還是被用來(lái)測量環(huán)境空氣的溫度。這通常是將其安裝在一個(gè)與環(huán)境同溫的小型“衛星” PCB上來(lái)實(shí)現的。IC也能用來(lái)對其他類(lèi)型傳感器的測量信號進(jìn)行調理，其中包括用于RTD的ADC及放大器、熱敏電阻至數字轉換器(如MAX6691)以及熱電偶至數字轉換器(如MAX6675)等(圖1)。
圖1. 采用熱電偶測量環(huán)境溫度，MAX6675提供冷端補償，并將熱電偶輸出轉換成數字形式。
CPU、圖形處理器、FPGA、功率器件、模塊等等
高功率器件的溫度通?？捎每拷蛭挥谄骷旅娴谋砻尜N裝傳感器(熱敏電阻、IC或RTD等)來(lái)測量。如果無(wú)法實(shí)現，或者如果器件上裝有散熱片或具有其他一些需要測量溫度的表面，則可將帶有長(cháng)引線(xiàn)的傳感器(如熱電偶、RTD及熱敏電阻等)安裝在與被測表面相接觸的位置上。如果被測溫度可能超過(guò)150°C，則熱電偶或RTD為最佳選擇。如果被測溫度可能接近或高于750°C，則熱電偶為唯一選擇。
CPU、圖形處理器、FPGA、功率器件、模塊等等(帶片上熱二極管)
有些器件，尤其像CPU、圖形處理器(GPU)及FPGA等高性能IC，它們包含有用于測量溫度的、連接為二極管形式的雙極型晶體管。由于熱感應晶體管就位于IC晶片上，因此其溫度測量精度遠高于其他溫度傳感技術(shù)，而且熱時(shí)間常數也相當小。
Maxim提供幾種專(zhuān)門(mén)設計用來(lái)精確測量熱二極管溫度并將其直接轉換成數字形式的IC。在這些IC中，其中一些可測量一個(gè)熱二極管，而有些則能同時(shí)測量多達4個(gè)熱二極管。雖然熱二極管的輸出信號電平很小(可低至200µV/°C量級)，但仍大于熱電偶的輸出信號電平。內部及外部濾波，再加上合理的電路布局，使得遠端二極管溫度傳感器能夠被廣泛用于具有很強電氣噪聲的設備中，例如計算機、服務(wù)器及工作站等。這些IC中的大多數都能提供其他功能來(lái)保護目標IC，例如過(guò)溫告警引腳，如果溫度超過(guò)目標的安全工作極限，則能用它來(lái)關(guān)斷系統。圖2給出了遠端二極管溫度傳感器(MAX6642)的一個(gè)例子。這種IC可測量熱二極管和其自身的溫度，測量上限可高達150°C，同時(shí)還提供過(guò)溫告警輸出，觸發(fā)溫度可通過(guò)SMBus編程。
圖2. MAX6642為世界上尺寸最小的遠端溫度傳感器。它的ALERT引腳可作為一路中斷使用，或作為系統關(guān)斷信號，以防目標IC因過(guò)熱而損壞。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161700.htm
結論
有多種不同的溫度傳感技術(shù)擺在系統設計者的面前?？筛鶕粶y目標溫度或其他系統要求如成本、電路尺寸及設計時(shí)間等來(lái)選擇適當的溫度傳感技術(shù)。Maxim公司提供選擇面很寬的各種溫度傳感IC，可幫助設計師以?xún)?yōu)異的性能和很低的綜合成本解決各種常見(jiàn)的溫度測量問(wèn)題。
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