溫度傳感器是什么：溫度傳感器的發(fā)展與結(jié)構(gòu)簡介

前言

隨著電子科技的進步，信息技術(shù)逐漸成為人們生活中的主流?，F(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集(即傳感器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計算機技術(shù))，傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫度傳感器（溫度傳感器分類）。那么，溫度傳感器是什么呢?簡單來說，溫度傳感器是指利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的一種傳感器（溫度傳感器工作原理），它是溫度測量儀表的核心部分（溫度傳感器使用方法）。

溫度傳感器的發(fā)展

國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段：

(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件);在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達(dá)到1°C。國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.5~0.0625°C。

(2)模擬集成溫度傳感器/控制器;由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03125°C，測溫精度為±0.2°C。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27us、9us。

(3)智能溫度傳感器。進入21世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。目前，智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線(1-Wire)總線、I2C總線、SMBus總線和spI總線。溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。

下面就以MAX6625型智能數(shù)字溫度傳感器為例，來具體介紹溫度傳感器是什么。

智能數(shù)字溫度傳感器MAX6625結(jié)構(gòu)

MAX6625型智能數(shù)字溫度傳感器主要包括帶隙基準(zhǔn)電壓源及溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、5個控制寄存器(地址指針寄存器、溫度數(shù)據(jù)寄存器、上限溫度寄存器、下限溫度寄存器和配置寄存器)、設(shè)置溫度點比較器、故障排隊計數(shù)器和I2C串行總線接口電路等。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。

溫度傳感器MAX6625結(jié)構(gòu)圖
 
智能數(shù)字溫度傳感器MAX6625引腳功能

MAX6625采用SOT23—6小型化封裝.如圖所示。

溫度傳感器MAX6625引腳排列
 
其引腳功能如下：SDA是12C兼容的串行雙向數(shù)據(jù)線;SCL是12C兼容的串行時鐘線;ADD是：I2C兼容的地址設(shè)置端;0T是溫度告警輸出端;Vs是電源;GND是電源地。

智能數(shù)字溫度傳感器MAX6625的應(yīng)用

MAX6625可應(yīng)用在風(fēng)扇控制、溫度告警、系統(tǒng)溫度控制和工業(yè)設(shè)備中。這里列舉分布式溫度監(jiān)控與顯示的應(yīng)用實例.僅給出單片機與4個MAX6625的連接電路。如下圖所示。

單片機與MAX6625的連接
 
在應(yīng)用編程時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求首先用單片機設(shè)置MAX6625，其次是讀MAX6625中溫度寄存器的值。

智能數(shù)字溫度傳感器MAX6625的設(shè)置程序

在分布式多點溫度測量或監(jiān)控應(yīng)用中，MAX6625的初始設(shè)置包括MAX6625的選擇、配置寄存器的數(shù)據(jù)寫入及高、低溫寄存器的寫操作。下面以器件1為例進行編程。由于AT89C51無專用的12C總線接口.因而這里以模擬12C接口進行編程。

(1)配置寄存器的寫入程序

　　WRIte：LCALL START ：產(chǎn)生起始位

　　MOV A.#10010000B;MAX6625器件1

　　地址.R/W=O

　　LCALL WRBYT ：寫器件地址

　　LCALL CACK ：查詢MAX6625應(yīng)答

　　JB FO，WRITE ;無應(yīng)答重新開始

　　MOV A，#00000001B;有應(yīng)答

　　LcALL WRBYT ：寫入配置寄存器地址

　　LCALL CACK

　　JB F0，WRITE

　　MOV A，#00010000B：寫配置寄存器數(shù)據(jù)

　　LCALL WRBYT

　　LCALL CACK

　　JB FO，WRITE

　　LCALL STOP ;產(chǎn)生停止位

　　RET

(2)高，低溫寄存器的寫入程序

　　WRWEl：LCALL STAlit ;產(chǎn)生起始位

　　MOV A.#10010000B;MAX6625器件l

　　的地址寫，R/W=O

　　LCALL WRBYT ：寫器件地址

　　LCALL CACK ：查詢MAX6625應(yīng)答

　　JB F0，WRITEl ;無應(yīng)答重新開始

　　MOV A.#00000011B;有應(yīng)答

　　LCALL WRBYT ：寫入高溫寄存器地址

　　LCALL CACK

　　JB F0，WRITEl

　　MOV A，#01010000B;寫高溫寄存器高

　　8位

　　LCALL WRBYT

　　ICALL CACK

　　JB FO，WRITEl

　　MOV A,#00OO000B：寫高溫寄存器低8位

　　LCALL WRBYT

　　LCALL CACK

　　JB F0，WRITEl

　　LCALL STOP

　　RET

低溫寄存器的編程設(shè)置只要改變地址和數(shù)據(jù)即可。

總結(jié)

溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量高居各種傳感器之首。本文簡單介紹了溫度傳感器的發(fā)展過程，并以智能數(shù)字溫度傳感器MAX6625為例，詳細(xì)剖析了溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、引腳功能、應(yīng)用及設(shè)置程序的編寫。