發布日期：2022-10-09 點擊率：35
技術進步已允許將溫度傳感器集成電路（IC）用于人體溫度測量（常見于可佩戴式保健帶和醫療設備中）等精密應用。由于TI最近發布了適合人體溫度測量的小外形精確LMT70模擬溫度傳感器，用戶已向TI的溫度傳感團隊提出了許多與這些類型的應用相關的問題。因為筆者過去介紹其它傳感器時已回答了一些這樣的問題，所以筆者認為自己應在本文中討論幾個這樣的問題。
問：當用模數轉換器（ADC）監測傳感器時，您如何能用一個12位ADC（如在MSP430?超低功耗微控制器 (MCU) 中發現的12位ADC）實現更佳的量化誤差？
答：在軟件中使用移動平均值可提高ADC的分辨率 —— 實際上您可改變平均值的數量并看到噪聲水平及分辨率的提高或降低。如果施加到ADC輸入的信號的噪聲振幅超過ADC的最低有效位（LSB），那么移動平均法可發揮作用。例如，采用16個樣本的移動平均值可通過方程式1將12位ADC的分辨率增加到14位：
（1）
LMT70評估模塊可使用MSP430 MCU的12位ADC。由于這種技術，該評估模塊的典型性能已證明是±0.07℃。
問：傳遞函數如何影響模擬溫度傳感器的整體準確度？
答：在很多產品說明書中都有準確度曲線圖，展示不同方程式如何影響準確度。就LMT70而言，使用二階曲線或三階曲線，準確度大致等同于人體溫度測量的有限溫度范圍查找表（LUT）中的準確度，所以該器件將符合相同的技術規格。當然，如圖1和圖2中曲線所顯示的，最好使用產品說明書里給定、適用于10℃至110℃的三階方程式。甚至最適合20℃至45℃的二階曲線也能提供可接受的結果。
您如何能生成這個方程式？使用Excel或MATLAB曲線擬合。您如何生成準確度曲線圖？只需把在產品說明書的電氣特性（EC）表中找到的最低和最高電壓限值代入您的方程式。
圖1：使用三階傳遞函數最佳擬合（10℃至+110℃）
圖2：使用二階傳遞函數最佳擬合（10℃至+110℃）
問：電壓變動范圍為1.8V至3V的電池能直接為模擬傳感器供電嗎？對準確度有什么影響？
答：模擬傳感器產品說明書的技術規格包括電源靈敏度及曲線，這樣您就可以確定對準確度的影響。作為一個示例，讓我們來看看LMT70。圖3（來自LMT70產品說明書的第9頁）展示了在模擬溫度傳感器產品說明書中找到的典型曲線。
圖3：LMT70線路穩壓
正如您所看到的，對典型的LMT70傳感器來說，電壓降至2V時準確度很高。在該曲線圖中，每個刻度段是0.5mV，所以那是0.1℃。電源靈敏度極限為+/-9m°C/V。因此，對于2V至3V的電壓范圍，您將得到不超過0.009℃的變化。就0.1°C-0.2℃的目標而言，對誤差的影響可以忽略不計。
所有IC均具有它們開始發生故障或關閉的電壓水平。對于LMT70，當電壓低于2V時會出現這種情況，如EC表中所列出的。如果您在試驗臺上試用幾個LMT70傳感器，您可能會發現電壓低于2V時一些傳感器仍可工作，但TI不針對那種電壓明確規定IC。IC制造商對器件進行了廣泛的特性描述，以確保產品說明書的技術規格涵蓋未來生產發生變化時的情況。
問：靜電放電（ESD） —— 我需要擔心它嗎？
答：如果您在擔心連接器上的ESD并且那些連接將是用戶可訪問的，那么您既需要保護MCU電路板又需要保護IC傳感器，如圖4中紅色部分所示。您也可以在用戶指南里添加注釋，警告在進行電路板/組裝操作時要采用ESD安全慣例。
圖4：置于電路板外的傳感器
如果用戶不能訪問該連接器，那么應在ESD安全的環境中對該模擬溫度傳感器進行操作。特別是對LMT70，無需額外的ESD保護功能，因為該傳感器具有用于制造目的的內置ESD保護功能。
請在下邊給我們留言，讓我們知道您還想了解哪些關于IC溫度傳感器的內容，也許我們會在以后的博客文章中探討它們！
其它資源
下載LMT70產品說明書。
閱讀TI的應用手冊《為熱響應而優化的可佩戴式感溫布局注意事項》。
如欲查看其它應用手冊，敬請訪問LMT70技術文檔頁面。
進一步了解TI的溫度傳感器。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 我們速度最快且分辨率
