ad590

时间:2024-06-06 02:24:45编辑:奇事君

温度传感器与热电偶有何异同?

  热电阻和热电偶是温度传感器最常用的感温元件。热电偶温度传感器工作原理是两种不同金属接触面两端在不同温度时产生不同微弱电压,经放大电路来测量温度,主要用于测量高温。热电阻温度传感器的工作原理是电阻值随着温度变化,主要用于测量微小的温度变化。当我们想要测量温度的时候,应当如何选择这两种温度传感器呢?

  首先看测温范围。热电阻和热电偶各有适宜的测温范围,根据实际测温点的温度及温度梯度分布情况酌情选择传感器。高温测量通常选择热点偶,中低温则选择热电阻。
  
  其次结合现场环境状况,尤其是要考虑现场电磁兼容性能,各种杂波、谐波、差模和共模干扰信号的情况。当使用热电偶温度传感器时因温差热电势属于较微弱的电信号,易受干扰从而引入测量误差,而热电阻温度传感器因为是电流信号不易受干扰,而且又因为有三线制、四线制等可以进一步减少测量的系统误差,所以热电阻在满足测量范围的前提下还具有抗干扰性能强的优势,还没有热电偶的冷端补偿问题的麻烦。另外,现场一般在测温点都是将热电阻温度传感器接到变送器上再输出给二次仪表,不怕线路长造成信号衰减,而且不必使用造价较高的补偿导线,而热电偶温度传感器则需要使用补偿导线,这些情况下均适宜使用热电阻。当然热电阻的阻值随温度而非线性变化会引入系统误差,而且热电阻的热惯性略显大些,不能够较好的跟踪温度快速和大幅度的变化。为避免系统误差过大,接入的二次仪表出的分辨率不宜过大。

  再次由于热电阻温度传感器的校准简单,其所校准点只有零点和100度时对应的电阻值,校准设备简单,校准时间很短。而热电偶温度传感器的校准由于升温和退温的缓慢性,使热偶的校准不仅时间漫长,设备复杂,且对环境的要求也很严格。因此在测介质温度符合热电阻的使用条件下,应当首先使用热电阻温度传感器。


ad590温度传感器和热电偶温度传感器的异同

集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路,它是利用晶体管的
b-e
结压降的不饱
和值
VBE
与热力学温度
T
和通过发射极电流
I
的下述关系实现对温度的检测
,
集成温度传
感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点,得到广泛应用。集成
温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为
10mV/K

温度
0
℃时输出为
0

温度
25
℃时输出
2.982V

电流输出型的灵敏度一般为
1mA/K

AD590
是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。

温度传感器
AD590
温度传感器的应用范围很广,它不仅用于日常生活中,而且也大量应用于自动化和过
程检测控制系统。温度传感器的种类很多,根据现场使用条件,选择恰当的传感器类型才
能保证测量的准确可靠,并且同时达到增加使用寿命和降低成本的目的。
AD590
温度传感
器不但实现了温度转化为线性电量测量,而且精度高、互换性好。
AD590
测量热力学温度、
摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路,广泛应用于不同的温
度控制场合。由于
AD590
精度高、价格低、不需辅助电源、线性好,常用于测温和热电偶
的冷端补偿。本设计采用
AD590
作为温度传感器,它只需要一个电源即可实现温度到电流
的线性变换,然后再终端使用一只取样电阻,即可实现电流到电压的转换。它使用方便,
并且具有较高的精度。图
3.5

AD590
的封装形式和基本应用电路。


AD590是属于热电偶还是热电阻?

AD590是AD公司利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器.(热敏器件)

AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下:

1、流过器件的电流(mA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即:mA/K式中: —流过器件(AD590)的电流,单位为mA; T—热力学温度,单位为K。

2、AD590的测温范围为-55℃~+150℃。

3、AD590的电源电压范围为4V~30V。电源电压可在4V~6V范围变化,电流 变化1mA,相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏。

4、输出电阻为710MW。

5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档,其中M档精度最高,在-55℃~+150℃范围内,非线性误差为±0.3℃。
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AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流,在8051的各种课本中常看到它,相当常用到。

其规格如下:
温度每增加1℃,它会增加1μA输出电流。
可量测范围-55℃至150℃。
供应电压范围+4V至30V。
AD590的接脚图及零件符号如下图所示:

AD590的输出电流值说明如下:
其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Io=(273+25)=298μA。

Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为2.98V(10K×298μA)。
量测Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不准。

电路分析

AD590的输出电流I=(273+T)μA(T为摄氏温度),因此量测的电压V为(273+T)μA ×10K= (2.73+T/100)V。为了将电压量测出来又需使输出电流I不分流出来,我们使用电压追随器其输出电压V2等于输入电压V。
由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,再利用可变电阻分压,其输出电压V1需调整至2.73V。
接下来我们使用差动放大器其输出Vo为 (100K/10K)×(V2-V1)=T/10V。如果现在为摄氏28度,输出电压为2.8V。

分类说明:
温度传感器


AD590取样电阻的取值如何确定的?

  学习目标
了解根轨迹的概念、意义;重点掌握绘制常规负反馈系统根轨迹的基本条件和基本规则;掌握参量根轨迹的绘制和正反馈根轨迹的绘制;了解多回路控制系统的根轨迹和迟后系统根轨迹;掌握增加开环零极点对根轨迹的影响;了解利用根轨迹分析系统的暂态响应。 教学内容
【知识点】 根轨迹的基本概念,绘制根轨迹的基本条件和基本规则,广义根轨迹,利用根轨迹分析系统的性能,用MATLAB绘制系统的根轨迹 【技能点】
绘制根轨迹。
教学方法 演示法 讲授法 多媒体法
教学条件 ppt课件 任务单 工作单 补充资料 视频文件 考核评价 理论知识掌握情况 任务完成情况 团队合作能力 工作态度
学生自评 小组成员互评 教师评价 学生的知识和能
力要求 具有综合应用所学知识的能力 具有自主学习的能力
教师的知识和能
力要求
具备一定的设计控制系统的能力 具备较丰富的控制知识

学习情境5
线性系统的频域分析
教学时间
4学时
学习目标
掌握频率特性的基本概念,幅相频率特性图与对数频率特性图的建立;熟悉典型环节的频率特性及其Nyquist图与Bode图;掌握系统开环频率特性(Nyquist图和Bode图)的绘制;了解最小相位系统的概念;重点掌握利用实测开环幅频特性确定最小相位系统的开环传递函数的方法;重点掌握判断系统稳定性的几何判据:乃奎斯特稳定判据(包括利用幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线进行判断);熟悉控制系统相角裕度、幅值裕度的基本定义和概念及计算方法;一般了解闭环幅频特性(等M圆)的求解方法,掌握频域性能指标及频域指标与时域指标的关系。
教学内容
【知识点】 频率特性,典型环节的频率特性,系统开环频率特性的绘制,乃奎斯特定判据和系统的相对稳定性,系统的频率特性及频域性能指标,频率特性的实验确实方法,用MATLAB进行系统的频域分析 【技能点】
系统频率特性的绘制。
教学方法 演示法 讲授法 多媒体法
教学条件
ppt课件 任务单 工作单 补充资料 视频文件

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考核评价
理论知识掌握情况 任务完成情况 团队合作能力 工作态度
学生自评 小组成员互评 教师评价
学生的知识和能
力要求 具有综合应用所学知识的能力 具有自主学习的能力
教师的知识和能
力要求
具备一定的设计控制系统的能力 具备较丰富的控制知识

学习情境6
系统的分析与校正
教学时间
8学时
学习目标
了解控制系统校正的概念、校正的实质、校正的方法、校正方式;熟悉串联相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正装置及特性;重点掌握利用频率特性法确定串联校正装置参数的方法;简单了解反馈校正、前馈校正及复合控制。 教学内容
【知识点】 线性系统的校正,线性系统校正的概念,线性系统的基本控制规律,常用校正装置及其特性,校正装置设计的方法和依据,串联校正的设计,MATLAB在线性系统校正中的应用。
【技能点】
校正的设计
教学方法 演示法 讲授法 多媒体法
教学条件
ppt课件 任务单 工作单 补充资料 视频文件 考核评价
理论知识掌握情况 任务完成情况 团队合作能力 工作态度
学生自评 小组成员互评 教师评价
学生的知识和能
力要求 具有综合应用所学知识的能力 具有自主学习的能力
教师的知识和能
力要求
具备一定的设计控制系统的能力 具备较丰富的控制知识
三、课程实施建议
(一)教学方法
1.教学内容组织方式与目的
1)由于《自动控制系统与应用》课的理论性和抽象性都很强,具有一定的深度和复杂性,我们对各章的基本内容都进行了深入剖

7
析,找出其关键内容、重点和难点,并在此基础之上制定了比较完善的教学大纲,将教学内容分为了解、掌握、熟练运用等几个层次。 主要内容:控制系统的数学模型、线性系统的时域分析法、线性系统的轨迹法、线性系统的频域分析法、线性系统的校正方法、线性离散系统的分析与校正、非线性控制系统分析。
2)在课堂上,采用了多媒体教学手段,采用“启发式”教学方法,由浅入深地讲解有关概念、定义和分析方法,积极引导学生主动思考问题;因材施教,根据不同层次的学生适当调整讲课内容和深度;同时还注意将自动化领域最新进展适时地介绍给学生等等。并要求学生课前预习,带着问题来听课;课后要在阅读大量参考书和做一些概念性强的习题的前提下,领会本课程的要点,以利于消化课程内容。教师在教学计划与大纲指导下,进行教学过程, 根据学生的课堂表现、考试成绩、问卷调查,教师及时调整讲课内容和方法。 3)在授课过程当中,我们随时布置一定量的课后作业题,使学生巩固对课堂上所学知识的理解和掌握,并且对学生也有一定的约束力和督促作用。教师对作业进行定期检查,以便了解学生对已学内容的理解和掌握情况,并依此及时纠正学生在对基本概念和方法理解上的偏差、调整课堂教学的进度。我们在授课过程当中还采用了课堂练习的方式,即先进行阶段性随堂测验,然后再集体答疑,集中解决具有共性的问题,收到了良好的效果。。
(二)教学条件 1.标准与规范 1、编制学期授课计划规范
学期授课计划是任课教师进行教学工作的依据,是教学的基本文件之一,必须认真编制。 2、备课规范

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备好课是提高教学质量,上好课的一个关键。任课教师在深刻领会大纲的基础上,认真备好内容、备教材、备教法、备学生、不上无准备的课。 3、课堂教学规范
课堂教学是教学的基本形式,讲好课是提高教学质量的中心环节。任课教师在备好课的基础上遵循教学规律和原则,运用科学的教学方法和手段,上好每一堂课。 4、作业、练习规范
作业是学生进一步理解和巩固知识,熟练运用知识和重要环节。任课老师要十分重视对学生作业的布置、指导、检查和批改。 5、教学辅导工作规范
教学辅导工作是对学生因材施教,解决学生课堂学习存在的疑难问题的重要教学活动,教师应主动认真地做好这一工作。 6、实践教学规范
实践教学是学好这门课程的关键部分,老师在学生实习前一定要给学生讲清楚安全以及维护风机时的操作规程。
2.教学设施
自动控制实训室、多媒体教室。。 3.实训条件
(1)自动控制实训中心 (2)校外企业 (三)课程考评方法
1. 作业布置8-10次,以习题为主,其平均成绩记为平时成绩,

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占总成绩的20%-40%
2. 本课程考核以笔试方式进行,考核成绩占总成绩的80%-60% 3. 课程总成绩 = 平时成绩+考核成绩
四、参考文献
1.《现代控制工程》 绪方胜彦著(卢伯英 佟明安 罗维铭 译) 科学出版社
2.《自动控制原理与系统》上、下册 清华大学吴麒等 国防工业出版社
3.《自动控制原理》 孙德宝 主编 化学工业出版社 4.《自动控制原理》 天津大学 李光泉 主编 机械工业出版社
5.《自动控制理论》 侯夔龙 主编 西安交通大学出版社


武汉理工大学光纤传感器技术怎么进

国家级——14个
国家重点实验室:
材料复合新技术国家重点实验室
硅酸盐建筑材料国家重点实验室
国家工程实验室:
光纤传感技术国家工程实验室
交通安全应急信息技术国家工程实验室
国家重点工业性试验基地:
光纤传感技术国家重点工业性试验基地
国家工程研究中心:
燃料电池与氢能源技术国家工程研究中心
重点实验室:
光纤传感技术与信息处理重点实验室
国防重点实验室:
特种功能材料技术重点实验室
高性能舰船技术重点实验室
工程研究中心:
港口物流技术与装备工程研究中心
绿色建筑材料及制造工程研究中心
水路公路交通安全控制与装备工程研究中心
交通运输部重点实验室:
港口装卸技术交通行业重点实验室
船舶动力工程技术交通行业重点实验室


谁可以介绍下AD590的资料

AD590简介: AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下:

1、流过器件的电流(mA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即:mA/K式中: —流过器件(AD590)的电流,单位为mA; T—热力学温度,单位为K。

2、AD590的测温范围为-55℃~+150℃。

3、AD590的电源电压范围为4V~30V。电源电压可在4V~6V范围变化,电流 变化1mA,相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏。

4、输出电阻为710MW。

5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档,其中M档精度最高,在-55℃~+150℃范围内,非线性误差为±0.3℃。


谁能介绍一下芯片ADC0804和AD590的资料?

  ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。分辨率8位,转换时间100μs,输入电压范围为0~5V,增加某些外部电路后,输入模拟电压可为 5V。该芯片内有输出数据锁存器,当与计算机连接时,转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线

  上,无须附加逻辑接口电路。ADC0804芯片外引脚图如7.25所示。引脚名称及意义如下:


  :ADC0804的两模拟信号输出端,用以接受单极性、双极性和差摸输入信号。

  :A/D转换器数据输出端,该输出端具有三态特性,能与微机总线相接。

  AGND:模拟信号地。

  DGND:数字信号地。

  CLKIN:外电路提供时钟脉冲输入端。

  CLKR:内部时钟发生器外接电阻端,与CLKIN端配合可由芯片自身产生时钟脉冲,其频率为1/1.1RC。

  图7.25 ADC0804引脚图

  CS:片选信号输入端,低电平有效,一旦CS有效,表明A/D转换器被选中,可启动工作。WR:写信号输入,接受微机系统或其它数字系统控制芯片的启动输入端,低电平有效,当CS、WR同时为低电平时,启动转换。。

  RD:读信号输入,低电平有效,当CS、RD同时为低电平时,可读取转换输出数据。

  INTR:转换结束输出信号,低电平有效。输出低电平表示本次转换已完成。该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。

  在使用时应注意以下几点:

  (1)转换时序

  ADC0804控制信号的时序图如7.26所示,由图可见各控制信号时序关系为:当CS


  图7.26 ADC0804控制信号的时序图

  与WR同时为低电平A/D转换器被启动切在WR上升沿后100 模数完成转换,转换结果存入数据锁存器,同时,INTR自动变为低电平,表示本次转换已结束。如CS、RD同时来低电平,则数据锁存器三态门打开,数字信号送出,而在RD高电平到来后三态门处于高阻状态。

  (2)零点和满刻度调节。

  ADC0804的零点无须调整。满刻度调整时,先给输入端加入电压 ,使满刻度所对应的电压值是 ,其中 是输入电压的最大值, 是输入电压的最小值。当输入电压与 值相当时,调整 端电压值使输出码为FEH或FFH。

  (3)参考电压的调节

  在使用A/D转换器时,为保证其转换精度,要求输入电压满量程使用。如输入电压动态范围较小,则可调节参考电压 ,以保证小信号输入时ADC0804芯片8位的转换精度。

  (4)接地

  模数、数模转换电路中要特别注意到地线的正确连接,否则干扰很严重,以至影响转换结果的准确性。A/D、D/A及取样保持芯片上都提供了独立的模拟地(AGND)和数字地(DGND)的引脚。在线路设计中,必须将所有的器件的模拟地和数字地分别连接,然后将模拟地与数字地仅在一点上相连。地线的正确连接方法如图7.27所示。


  图7.27 正确的地线连接

  2. ADC0804的典型应用

  下面以数据采集系统为例介绍ADX0804的典型应用。

  在现代过程控制及各种智能仪器和仪表中,为采集被控(被测)对象数据以达到由计算机进行实时控制、检测的目的,常用微处理器和A/D转换器组成数据采集系统。单通道微机化数据采集系统的示意图如图7.28所示。


  7.28 单通道微机化数据采集系统示意图

  系统由微机处理器、存储器和A/D转换器组成,它们之间通过数据总线(DBUS)和控制总线(CBUS)连接,系统信号采用总线传送方式。

  现在以程序查询为例,说明ADC0804在数据采集系统中的应用。采集数据时,首先微处理器执行一条传送指令,在该指令执行过程中,微处理器在控制总线的同时产生C 低电平信号,启动A/D转换器工作,ADC0804经100 后将输入模拟信号转换为数字信号存于输出锁存器,并INTR端产生低电平表示转换结束,并通知微处理器可来取数。当微处理器通过总线查询到INTR为低电平时。立即执行输入指令,以产生CS, 低电平信号到ADC0804相应引脚,将数据取出并存入存储器中。整个数据采集过程中,由微处理器有序的执行若干指令完成。

  现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。近百年来,温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段;(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);(2)模拟集成温度传感器/控制器;(3)智能温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。

  1集成温度传感器的产品分类
  1.1模拟集成温度传感器
  集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。

  1.2模拟集成温度控制器
  模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器,典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二者的主要区别。

  1.3智能温度传感器
  智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(cpu)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。

  2智能温度传感器发展的新趋势
  进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

  2.1提高测温精度和分辨力
  在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力只能达到1°C。目前,国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器,所用的是9~12位A/D转换器,分辨力一般可达0.5~0.0625°C。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器,能输出13位二进制数据,其分辨力高达0.03125°C,测温精度为±0.2°C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例,它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27us、9us。

  2.2增加测试功能
  新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。例如,DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能,利用芯片内部256字节的E2PROM存储器,可存储用户的短信息。另外,智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展,这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。?br>

  智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择,主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式,有的还增加了低温极限扩展模式,操作非常简便。对某些智能温度传感器而言,主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX6654),分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。

  能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。典型产品有DS1620、DS1623、TCN75、LM76、MAX6625。智能温度控制器适配各种微控制器,构成智能化温控系统;它们还可以脱离微控制器单独工作,自行构成一个温控仪。

  2.3总线技术的标准化与规范化
  目前,智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化,所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。

  2.4可靠性及安全性设计
  传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术,其噪声容限低,抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器(例如TMP03/04、LM74、LM83)普遍采用了高性能的∑-Δ式A/D转换器,它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号,再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术,来提高有效分辨力。∑-Δ式A/D转换器不仅能滤除量化噪声,而且对外围元件的精度要求低;由于采用了数字反馈方式,因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。

  为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作,在AD7416/7417/7817、LM75/76、MAX6625/6626等智能温度传感器的内部,都设置了一个可编程的“故障排队(fAultqueue)”计数器,专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数达到或超过所设定的次数n(n=1~4)时,才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的,故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定n=3时,那么偶然受到一次或两次噪声干扰,都不会影响温控系统的正常工作。

  LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器,非常适合设计一个符合ACPI(AdvAnced ConfigurAtion And Power InterfAce,即“先进配置与电源接口”)规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能,可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为tH,台式计算机一般为75°C,高档笔记本电脑的专用CPU可达100°C。一旦CPU或主电路的温度超出所设定的上、下限时, INT端立即使主机产生中断,再通过电源控制器发出信号,迅速将主电源关断起到保护作用。此外,当温度超过CPU的极限温度时,严重超温报警输出端(T_CRIT_A)也能直接关断主电源,并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源,以防主电源控制失灵。上述三重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。

  为防止因人体静电放电(ESD)而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路,一般可承受1000~4000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100PF电容和1.2K欧姆电阻串联而成的电路模型,当人体放电时,TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中断/比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可承受4000V的静电放电电压。

  最新开发的智能温度传感器(例如MAX6654、LM83)还增加了传感器故障检测功能,能自动检测外部晶体管温度传感器(亦称远程传感器)的开路或短路故障。MAX6654还具有选择“寄生阻抗抵消”(PArAsitic ResistAnce CAncellAtion,英文缩写为prc)模式,能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差,即使引线阻抗达到100欧姆,也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。

  2.5虚拟温度传感器和网络温度传感器
  (1)虚拟传感器
  虚拟传感器是基于传感器硬件和计算机平台、并通过软件开发而成的。利用软件可完成传感器的标定及校准,以实现最佳性能指标。最近,美国B&K公司已开发出一种基于软件设置的TEDS型虚拟传感器,其主要特点是每只传感器都有唯一的产品序列号并且附带一张软盘,软盘上存储着对该传感器进行标定的有关数据。使用时,传感器通过数据采集器接至计算机,首先从计算机输入该传感器的产品序列号,再从软盘上读出有关数据,然后自动完成对传感器的检查、传感器参数的读取、传感器设置和记录工作。

  (2)网络温度传感器
  网络温度传感器是包含数字传感器、网络接口和处理单元的新一代智能传感器。数字传感器首先将被测温度转换成数字量,再送给微控制器作数据处理。最后将测量结果传输给网络,以便实现各传感器之间、传感器与执行器之间、传感器与系统之间的数据交换及资源共享,在更换传感器时无须进行标定和校准,可做到“即插即用(Plug&PlAy)”,这样就极大地方便了用户。

  2.6单片测温系统
  单片系统(System On Chip)是21世纪一项高新科技产品。它是在芯片上集成一个系统或子系统,其集成度将高达108~109元件/片,这将给IC产业及IC应用带来划时代的进步。半导体工业协会(SIA)对单片系统集成所作的预测见表1。目前,国际上一些著名的IC厂家已开始研制单片测温系统,相信在不久的将来即可面市。

  表1单片系统集成电路的发展预测
  年 份 2001 2002 2007 2010
  最小线宽/um 0.18 0.13 0.1 0.07
  包含晶体管数量/片 1.3X108 2.5X108 5X108 9X108
  成本/(晶体管/毫美分) 0.2 0.1 0.05 0.02
  芯片尺寸/mm2 750 900 1100 1400
  电源电压/V 1.8 1.5 1.2 0.9
  新片I/O数 2000 2600 3600 4800


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