新型CMOS温度传感器的设计

文中设计的温度传感器芯片采用UMC 0.18μm 1P6M工艺,基于PTAT电流源的两个双极性晶体管的基极与发射结之间电压的温度特性,利用输出端处理电路进一步提高精度。针对增益不足采用偏置电路,针对相位失调采用米勒补偿结构,针对人体温度范围所需精度要求采用输出端缓冲再放大结构。芯片工作电压为1.8 V,电源抑制比为-82 dB,直流功耗72μW,可测范围-40～125℃,体温范围以内精度更高,输出电压步长2.65 mV/℃,输出精度为0.01℃。流片之后进行了系统测试,测试结果表明,输出电压与温度具有非常高的线性度,并且在体温范围内具有极高的精度。     

基于GA-BP神经网络温度补偿的红外温度传感器设计

为减少环境温度对红外测温的影响,并提高测量精度,提出了一种基于热电堆与热敏电阻的红外探头、Cortex-M3 ARM处理器及高精度低噪声测量电路的红外温度传感器。利用梯度下降法建立红外探头的输出电压、环境温度和目标温度的BP神经网络模型,用遗传算法对其初始权值和阈值进行优化,并将基于该模型的算法嵌入ARM处理器,求出目标温度。该红外温度传感器实现了对物体温度-10～+50℃范围的测量,平均绝对误差为0.033℃,均方根误差为0.035℃。     

一种多点温度检测的方法

Ｄ5 90是美国ＡＤ公司研制的一种电流式集成温度传感器 ,其直流工作电压为 + 4～ 30Ｖ ,当电源电压由 5Ｖ向 10Ｖ变化时 ,其电流变化仅为 0 2 μＡ/Ｖ ;最佳使用温度范围 - 5 5～ + 15 0℃ ,在此测温范围内 ,其输出信号为 1μＡ/℃ ,测量误差为± 0 5℃ ,分辨率为0 1℃。由于ＡＤ5 90将温度量转换为电流信号 ,因此可实现长距离温度测量。ＭＳＰ4 30Ｆ14 9是ＴＩ(德州仪器 )公司推出的又一代功能强大的单片机 ,其特点为 :功耗低 ,典型功耗是 :在工作电压 2 2Ｖ、时钟频率 1ＭＨｚ时活动模式为2 0 0 μＡ ,关闭模式时仅为 0 1μＡ ,且具…     

基于脉冲调制技术的RFID标签集成温度传感器

设计了一种集成于无源超高频射频识别(UHF RFID)标签的温度传感器。针对标签功耗受限、芯片面积小的特点,利用MOS管电子迁移率随温度变化的规律,设计双偏置电流源的温度转换电路,产生宽度受温度调制的脉冲,实现温度的采集,提高传感器精度。并且设计以异步计数器为基础温度转换电路替代模数转换电路(ADC)实现温度到数字输出之间的转换。采用SMIC 0.18 CMOS工艺对温度传感器电路进行仿真,仿真结果表明,温度传感器感应温度范围为-20~60℃时,分辨率为1℃/LSB,电源电压为1.8 V时,室温下传感器芯片总的工作电流为400 n A。     

无线传感器网络SoC芯片电源模块LDO的设计

采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于无线传感器网络SoC芯片中射频收发机模块的LDO,具有低温度系数,低静态电流和高电源电压抑制比。其电源电压抑制比大于58dB在1kHz。在-40-+85℃的范围内,温度系数为6.87ppm/℃。电源电压在2.0-3.6V的变化范围内,LDO能提供1.8V的稳定输出电压,100mA的输出电流。芯片面积为0.168mm2,最大静态电流为221.9μA。测试结果表明带隙基准的输出电压为0.429V,LDO的输出电压是1.850V。     

SB70变频器漏电流的抑制方法

漏电流包括对地漏电流和线间漏电流。为降低载波频率,所使用的电动机电缆要尽可能地短。介绍了在变频器系统和其它系统中,使用针对高谐波和浪涌漏电流而设计的漏电断路器,使用温度传感器直接监测电动机温度或使用变频器本身的电动机过载保护功能代替外部热继电器,在输出侧安装电抗器等变频器漏电流的抑制方法。     

LDO线性稳压器中CMOS带隙基准电路的设计

设计了一款应用于LDO线性稳压器的高性能CMOS带隙基准电路,详细分析了它的工作原理,并给出了具体电路、仿真波形以及分析数据。该电路的主要特点是采用双PN结串联和基极电流补偿的结构,并引入衬底电压产生电路,具有很好的温度特性和很高的电源抑制比。当温度从-40~125℃变化时,温度系数约为37ppm/℃;同时,其电源抑制比(PSRR)为76.3dB。此外,该电路还可为LDO中其它电路模块提供PTAT电流。     

集成温度传感器AD590及其在热电偶冷端补偿中的应用

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．本文介绍了该器件的功能特性和工作原理，分析了AD590在热电偶冷端补偿中的应用电路方案．     

基于单片机的温度检测系统硬件设计

阐述基于单片机温度检测系统的硬件组成及相关接口电路设计。系统采用温度传感器DS18B20进行数据采集,以AT89C52单片机做控制器来实现温度监测、显示、报警。该系统具有通用性较强、并且自动判断温度是否超标、用LCD显示界面友好、精度高。具备可自动报警、速度快、精度高、测温范围-55-+125℃,在-10-+85℃时精度为±0.5℃的特点。     

DS1631温度传感器及其应用技术

DS1631是Maxim公司最近生产的数字温度传感器,它采用正比于绝对温度(PTAT)的带隙结构,从而保证在合理的成本下获得相当高的测量精度。通过2线与控制器接口,用户可选择(9～12位)输出分辨率,在0～+70℃范围,精度可达±0 5℃,可满足一般的测量需求。由于该传感器电压系数的非线性呈二次曲线形式,可以用数学方法补偿偏移和误差特性的曲率,精度还可再提高近10倍,进一步扩大了它的应用领域。在介绍了其结构原理、与单片机接口、编程原理的基础上,重点介绍了通过对器件的误差曲线进行二次方程拟合,用拟合方程修正给定温度点的误差进一步提高测量精度的方法。     

宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡设计

针对无人机综合测试领域对复杂温度环境下模拟量信号输出的精度以及通道数量的需求,设计了一种宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡。系统采用FPGA作为主控单元,使用分辨率为16位的D/A转换器AD5372,利用DS18B20温度传感器实时监测系统工作温度,进行模拟量输出的温度校准,最终实现在0～85℃条件下精准输出64路模拟量信号,输出范围在-10～10 V。为提高通用性和标准性,系统支持千兆以太网、LVDS、RS422 3种数据通讯接口,并配备上位机软件实现人机交互。经实际工程验证,在0～85℃条件下输出的模拟量信号误差均在±0.5 mV以内,符合系统设计指标,为无人机测试领域产生多通道高质量的模拟量信号提供了成熟可靠的工程化解决方案。     

基于磁致伸缩扭转波温度传感器的设计与优化

超声导波温度传感器是目前工业领域中新兴的测温仪表,其导波的选取对传感器的测温性能有着重要的影响。磁致伸缩扭转波具有易于产生与拾取、衰减小的特点,且其波速随温度呈线性关系,适合应用于超声导波温度传感器的设计。本文选用磁致伸缩材料Fe₈₃Ga₁₇丝产生和传导磁致伸缩扭转波,通过固定距离内扭转波的飞行时间与温度的关系,计算扭转波的波速与温度的拟合关系,根据该拟合关系与实测扭转波波速实现温度测量,并提出了基于磁致伸缩扭转波温度传感器的输出电压模型。实验可得,在室温～500℃下,磁致伸缩温度传感器的输出电压幅值达到215.7～465.2 mV,与本文提出的输出电压模型一致,能够满足一定温度范围内的测温要求。为提高温度传感器的测温上限,将Fe₈₃Ga₁₇丝与热敏材料Ni₂₀Cr₈₀丝耦合成新的波导丝,得到了结构优化后的温度传感器。在室温～1 200℃温度区间内,传感器能够输出幅值范围为44.9～85.6 mV的输出电压信号,温度与扭转波波速的拟合关系始终保持高度线性,...     

智能CMOS集成温度传感器设计

基于标准0．18μm CMOS工艺和低功耗设计方法设计了集成温度传感器所需的3个重要电流产生电路，即与温度成正比的电流，与温度成反比的电流和稳定的、不随温度及电源电压变化的电流产生电路。采用低功耗设计方法解决了自然效应对温度传感器的影响。采用TSMC所提供的BSIM3V3模型进行仿真，电路在-40～120℃具有高线性度、高稳定度。同时电路具有低压、低功耗的优点，并且有良好的移植性，可使用于更多更广泛的吻合。     

汽车尾气温差发电装置中热电器件的试验研究

为了利用热电器件回收汽车尾气的废热进行发电,构建了一个可模拟汽车尾气温差发电装置的热电器件测试平台,测试了不同热源温度、冷源温度、安装压力以及相同冷热源温差而不同冷热源温度下国产某型Bi2Te3基低温热电器件的输出性能。结果表明,单个热电器件的输出性能与其安装压力和冷热源温差成正比,在相同冷热源温差条件下可适当降低冷源温度以提高其性能;随着冷热源温差增大,热电器件的最大功率所对应的输出电流明显增大;利用汽车发动机自身冷却系统中约90℃的冷却水对汽车尾气温差发电装置进行冷却时,当热端温度达到350℃的最大耐温值,安装压力大于57kPa时,单个热电器件的最大输出功率在3W以上。最后,基于该热电器件提出了汽车尾气温差发电装置的优化设计策略及其工作条件。     

基于DSP的模糊PID温度控制系统设计

介绍了一种基于DSP模糊PID算法的数字温度控制系统。该系统采用DSP TMS320 LF2407为微处理器,利用DS18B20温度传感器采集数据,经过模糊PID算法处理控制PWM输出,该输出经功率放大后控制半导体制冷器,从而使受控对象在要求的时间内达到设定的参考温度。实验结果表明：该系统稳定性能好、响应速度快、调节精度高,在0-100℃范围内控温精度达到±0.1℃。该系统具有一定的应用前景。     

应用石英音叉谐振器的智能温度传感器

为了实现高精密温度测量,设计了高性能数字温度传感器,该传感器由石英音叉谐振器,数字接口电路和基于现场可编程门阵列的传感器重置控制算法构成。依据石英晶体压电效应原理,对石英音叉谐振器的热敏切型和电极设置进行了研究;基于力学振动原理,导出石英音叉谐振器弯曲振动模式的微分方程;讨论了谐振式温度传感器的工作原理,提取出石英音叉温度传感器的特征参数并进行了非线性误差分析;采用光刻和侵蚀技术加工制作了石英音叉谐振器。该传感器的频率输出信号通过数字接口进入现场可编程门阵列,通过重置控制算法实现传感器的重置和现场自动校验。实验结果表明,在-20 ~140 ℃,该传感器的灵敏度可达65×10^-6/℃,测温分辨率为0.001 ℃,响应时间为1 s,测温精度为0.01 ℃。     

基于传热正反模型的动态测温方法研究

为减少热惯性温度传感器的动态测温误差,提出了基于传热模型和反演算法的动态测温方法,其实质是将求解被测对象的真实温度转化为一个优化问题.该方法首先建立温度传感器非线性非定常瞬态传热正模型和有限元求解方程,并进行实验验证.在此基础上,推导了瞬态传热一阶敏度计算公式,建立了温度传感器的非稳态反演传热模型,结合快速反演算法,反求作为边界条件的被测对象真实温度.将所提出的动态测温方法应用于具有内外两层套管、传热过程复杂的复合温度传感器.实验和仿真结果均表明,正向模型的仿真值与测量值相比最大误差小于5℃,反演求解的被测对象真实温度误差不超过1％,热响应时间由548 s缩短到106s.应用实例分析结果表明,所提出的动态测温方法具有较高的准确性和快速性.     

SO_2电化学传感器温度特性及温度补偿研究

为削弱电化学传感器温度漂移对检测气体之干扰,研究了SO2电化学传感器的温度特性,提出了根据传感器所输出零点电流与反应电流的温度特性获取其最佳定标温度,并对基于曲线拟合的温度补偿算法做出扣除零点电流的改进,通过设计的基于TMS320F28335DSP的SO2电化学传感器检测系统做出了相应验证。实验结果表明,宽动态温度范围内,基于最佳定标温度27℃下的温度补偿结果平均误差为2.39%,比基于实验室常温20℃定标减小了24.84%,提高了检测精准度,同时也给其他电化学传感器温度特性研究提供了借鉴方案。     

电子式温度传感器

图1是电子式温度传感器电路。用四比特的编码表示+3～+33℃的温度范围。     

履带式推土机整机热平衡试验方法

<正>履带式推土机在大负荷和高温环境工作,其散热必须充分。为了评价履带式推土机散热性能,必须进行热平衡试验。本文介绍履带式推土机热平衡试验方法。1.试验准备(1)准备测温元件热平衡试验前需准备测温元件,该试验所用的测温元件分为无压型热电偶温度传感器和压力型热电偶温度传感器。无压型热电偶温度传感器只能用于测试温度,并可将信号输出,如图1a所示。压力型热电偶温度传感器,可以同时测试温度和压力,并可将信号输出,如图