各位可以回顧我先前撰寫的四個專欄 (請見參考資料)，其中分別探討電熱調(diào)節(jié)器(thermistor)、電阻式溫度計(resistance-temperature detectors ;RTD)及溫差熱電耦溫度感測器(thermocouple temperature sensors)。不過，各位可以發(fā)現(xiàn)，目前市場上的整合式溫度感測器 (IC 溫度感測器) 是相當適合溫度感測的解決方案。

　　IC溫度感測器(圖一)也可用來解決溫度測量問題。這些感測器只能在 –55℃~ 200℃的限制溫度範圍內(nèi)運作，不過在 PCB 上安裝相當容易，而且輸出格式相當便利。雖然很難將不同類型的 IC 感測器歸類，但是下文將概略說明這些硅晶片的輸入、內(nèi)部及輸出。

圖一 IC 溫度感測器

　　這些 IC 溫度感測器的功能有各種輸入及輸出選項。例如，在這類感測器的溫度感測輸入端，您可以選用硅晶片內(nèi)建實際溫度感測器的IC溫度感測器。這類溫度感測器會回報感測器位置的溫度。另一方面，您可以將許多IC溫度感測器連線到遠端二極體和IR感測器。如果要以低成本的方式從板載(on-board)微控制器或處理器二極體的電子產(chǎn)品或介面遠距離感測溫度，遠端二極體相當方便。

　　透過這些晶片的輸出終端獲取溫度資訊之后，即可看見類比輸出(電壓和電流)、數(shù)位 SPI、數(shù)位 I2C 以及脈衝寬度調(diào)變(PWM)介面等。類比電壓及電流輸出 IC 感測器能夠讓使用者將訊號維持在類比領域內(nèi);不過對于偏好數(shù)位的人，溫度資訊也提供標準的 SPI 或叁線式格式，以及雙線式 I2C 格式或 SMBus。

　　這些數(shù)位介面提供良好的雜訊抗擾性(noise immunity)，并且是便利的PCB路由替代方案。透過這些類型的數(shù)位訊號，可以取得高達16位元的解析度。在有限的溫度範圍內(nèi)，溫度準確度高達?0.5℃，在全溫度範圍內(nèi)，溫度準確度為?2.5℃。

　　在查看這些晶片的 IC 溫度感測器內(nèi)部選項時，便會發(fā)現(xiàn)功能相當多。由于這些感測器都是硅晶片感測器，因此 IC 設計人員可以善用製程技術(shù)的優(yōu)點。例如，可以在其中部份晶片發(fā)現(xiàn) ALERT 及過溫訊號通知。如果 IC 感測器能夠連線至遠端二極體，您將發(fā)現(xiàn) Beta、阻抗及? 因素的補償功能。

　　這些類型的溫度感測器確實有一些限制;例如，必須使用 RTD 或溫差熱電耦溫度感測器感測低于 –55℃ 或高于 150℃的溫度。如果需要相當高的可重復性和準確度，RTD 溫度感測器是最好的選項。對于溫度變化的反應性取決于裝置封裝的尺寸，較小的封裝可以在較短的時間內(nèi)反應。一般而言，RTD、溫差熱電耦及電熱調(diào)節(jié)器回應時間大約是 1 到 10 秒。IC 溫度感測器較慢，大約是 4 到 60 秒。

　　IC 溫度感測器解決方案相當實用，因為晶片內(nèi)建必要的訊號調(diào)節(jié)電路。系統(tǒng)設計人員不需要擔心線性化 (linearization)、低溫接點補償、比較器、額外 ADC 或電壓參考的問題。這個低成本的解決方案極可能就是您保護現(xiàn)場的系統(tǒng)所需要的解決方案。