發布日期：2022-10-09 點擊率：161
【導讀】最近，美國加州大學圣迭戈分校的電氣工程師開發了一款溫度傳感器，其功率只有113皮瓦，不足1瓦特100億分之一。未來，這款幾乎零功耗的溫度傳感器有望應用于可穿戴設備、植入式設備、智能家居監控設備、物聯網設備和環境監測設備等產品。
（圖片來源：David Baillot/加州大學圣迭戈分校雅各布斯工程學院）
Mercier也是加州大學圣迭戈分校可穿戴傳感器實驗室的聯合主任。他的節能微系統實驗室位于加州大學圣迭戈分校，其主題就是構建這種超低功耗、小型化的電子設備。他的研究小組的工作重點主要是提高整個集成電路中單個部分的能源效率，從而降低整個系統的功耗。然而，一個很好的案例便是這種用于醫療設備或者智能恒溫設備的溫度傳感器。
這項研究的論文于6月30日發表在《科學報告》雜志上。
技術
（圖片來源：David Baillot/加州大學圣迭戈分校雅各布斯工程學院）
流通過電阻，電阻的阻值隨溫度發生變化，然后測量產生的電路，再使用高功率模數轉換器，將這個電壓轉化成相關的溫度。
研究人員采用一種新工藝取代了傳統工藝，他們開發出了一種創新系統直接數字化溫度并且節省功耗。他們的系統由兩個超低功耗的電流源組成：一個在固定時間內為電容充電，而不考慮溫度；另外一個隨著溫度變化進行充電，溫度越慢則速度越慢，溫度越高則速度越快。
隨著溫度變化，系統也在調整，讓依賴于溫度的電流源和固定電流源的充電時間相同。內置的數字反饋回路，通過將依賴溫度的電流源重新連接于不同尺寸的電容（電容的尺寸和實際的溫度直接成正比。），均衡充電時間。例如，當溫度下降時，依賴溫度的電流源充電變慢，反饋回路通過切換至更小的電容進行補償，這個電容決定了特殊的數字讀數。
溫度傳感器集成到一個小型芯片中，其面積只有 0.15 × 0.15 平方毫米。它的工作溫度范圍是：零下20攝氏度到40攝氏度。
研究人員稱，即使是接近零功率，它的性能完全可以與目前最先進的技術相比。然而，這種傳感器的響應時間是約為每秒鐘一次溫度更新，這一點比現有的溫度傳感器要慢。可是研究人員稱，這種響應時間足以滿足人體、家居和其他環境設備的需求，這些設備測量的溫度不會迅速波動。
價值
（圖片來源：David Baillot/加州大學圣迭戈分校雅各布斯工程學院）
未來
下一步，團隊將致力于提高溫度傳感器的精準度，也將優化它的設計，使其可以成功集成到商用設備中
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