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溫度傳感器可以說是無所不在,空調系統、冰箱、電飯煲、電風扇等家電產品以至手持式高速高效的計算機和電子設備,均需要提供溫度傳感功能。以計算機為例,當中的中央處理器的運行速度愈快,所耗散的熱量便愈多,為免計算機系統過熱而受損,有關系統必須加強溫度過高保護功能。另一方面,若系統進行高速無線傳輸,便需因頻率的轉變而提供溫度補償。傳統的溫度傳感器方式均受制于其封裝體積、線性表現或準確度,但現在的溫度傳感器芯片不但功率消耗低、準確率高,而且比傳統的溫度傳感器有更好的線性表現,最重要的一點是容易使用。
??? 集成電路溫度傳感器的電壓輸出是與溫度成線性比,兩者之間的關系可以用公司來表達,故即使在較高的溫度范圍內,集成電路溫度傳感器也具有很高的準精度:反之若采用熱敏電阻器,就需依靠查表或加設電路才得輸出電壓與溫度的關系。要使用查表就表示需要有一個額外的記憶硬件,而不論是查表或是外加電路,成本都會較高。
??? 此外,在溫度傳感器的系統上,高溫范圍是最重要的地方。熱敏電阻器的電壓輸出與溫度并非成線性比,在高溫上的電壓變化率比較小,不易分辨,但溫度變化的準確度誤差卻較大。這就是熱敏電阻器的最大缺點。相比來說,集成電路溫度傳感器因其電壓輸出與溫度成線性比,所以無論在高或低的溫度范圍內,準確度誤差都是一樣。
??? 熱敏電阻器是一個被動元件,它的電子響應很難維持穩定,每一批熱敏電阻器也有不同的電子響應,故每一個使用熱敏電阻器的系統,都在出廠前需要校正,這都需要花上較多的時間跟金錢。
??? 集成電路溫度傳感器的功率消耗較熱敏電阻器為低,因為兩者在感覺溫度的方法都不同,集成電路溫度傳感器可以用很低的電耗就可以感覺到溫度,但熱敏電阻器卻是電流消耗中感覺溫度,功率消耗自然就比較高。而且,當長時間去感覺溫度時,熱敏電阻器本身的溫度也會愈來愈高,它的溫度準確性自然也大受影響。
??? 美國國家半導體的溫度傳感器芯片發展有四大方向:模擬(應用于無線類、硬盤機、空調等的產品),數字(應用于硬盤機、空調、醫療設備、計算機類的產品)、遠程二極管(應用于計算機/系統服務器類的產品)、及系統監視器(應用于計算機/系統服務器類的產品)。
一、模擬輸出溫度傳感器芯片:LM20、LM26
LM20模擬輸出溫度傳感器是適用于蜂窩式移動電話中。由于這類電話對溫度都非常敏感,過高或過低溫度保護功能便顯的非常重要。
LM26是一款高精度單輸出的低功率恒溫器芯片。由于這款芯片可以按照個別客戶要求而預先設定恒溫器的斷開點,并且可以提供模擬溫度傳感器輸出。故此特別適用于溫度控制裝置,例如火警警報系統。
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二、數字溫度傳感器芯片:LM92
LM92是一種高精度的雙線接口溫度傳感器芯片,該款芯片最適合用于各種高精度的應用方案,其中包括冷暖空氣調節、通風系統、醫療系統、汽車、基站以及多種其他應用方案。有關應用方案一般均需要在較小的溫度范圍內達到較高的精確度。在LM92芯片還未正式推出之前只有模擬溫度傳感器芯片或熱電阻器芯片才可達到如此高的精確度。但由于這兩類解決方案需要加設線性化電路及另外需要調校,因此會令成本增加。此外,模擬解決方案必須進行一些特別的測試,才可確保其精確度,但有關測試會對量產造成一定的影響。
三、遠程二極管溫度傳感器芯片? LM83? LM88
LM83是一款遠程二極管芯片的傳感器,他可測試系統內四個不同位置的溫度,其中三個屬于芯片之外三個不同位置的溫度,而第四個是芯片本身的內部溫度。以往只有中央處理器的溫度需要接受檢測,但以目前的系統來說,電池、圖形加速器及PCMCIA卡盒等配件的溫度亦同樣接受檢測。它可發出兩個可設定的溫度中斷輸出信號,當任何接受監測的溫度超出設定的水平時,便會觸發中斷信號的輸出。
LM88是一款雙遠程二極管溫度傳感恒溫器芯片,同樣都是最適用評語筆記本型計算機、臺式機、工作站與服務器上,以及電池供電的便攜式系統等應用方案。此外,LM88芯片也可用作個人計算機的四極散熱扇控制器,而且成本也很低。
LM83和LM88同樣具有卓越的噪音抗擾能力,可減低電源供應帶來的噪音干擾,有助防止假斷開。
四、系統監視器芯片 LM87
LM8是一款系統監視傳感器芯片,除了與遠程二極管傳感器芯片一樣能控制溫度之外,還對風扇、電壓有監控的作用。而且都是適用于筆記本型計算機、臺式機、服務器等電子儀器。LM87是內置兩個LM84遠程二極管的溫度傳感器,有兩個風扇轉速輸入口,跟八個電壓檢測輸入口,還有一個風扇轉速的控制輸出。