TMP03/04型數(shù)字溫度傳感器在溫度保護(hù)中的應(yīng)用-工業(yè)控制
1 tmp03/04的性能特點(diǎn)
tmp03/04是美國模擬器件公司（adi）生產(chǎn)的串行輸出數(shù)字溫度傳感器,輸出數(shù)據(jù)的高低電平占空比與器件溫度成比例關(guān)系,其內(nèi)置的溫度傳感器產(chǎn)生的電壓與熱力學(xué)溫度精確成比例,與內(nèi)部的電壓基準(zhǔn)作比較后,輸入內(nèi)置的較精度σ-δ數(shù)字調(diào)制器,與目前常用的串行數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)（如壓頻轉(zhuǎn)換）相比,tmp03/04內(nèi)置調(diào)制器采用的比率計(jì)調(diào)制技術(shù)具有更好的抗干擾性能,由于不受時(shí)鐘漂移誤差影響,該器件的溫度測量范圍一般在-25℃-+100℃之間,測量誤差為±1.5℃（典型值）且不需要校準(zhǔn)。
tmp03 和tmp04二者的主要區(qū)別在于：tmp03是集電極開路輸出,適用于需要通過光電耦合器與微處理器隔離的電路,而tmp04為互補(bǔ)型mos場效應(yīng)管輸出,其輸出電平與cmos/ttl電路兼容,適用于與微控制器直接交互的電路,tmp03/04既可以檢測溫度,也可以通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制功能,適用于溫度遠(yuǎn)程檢測微機(jī)或電子設(shè)備的溫度監(jiān)視器及工作控制過程等領(lǐng)域,低電壓供電,微功耗,電源電壓范圍為+4.5v-+7v,采用+5v供電時(shí),電源電流不超過1.3ma,其最大功率僅為6.5mw,特別適用于低功耗的電路設(shè)計(jì)。
2 tmp03/04的工作原理
tmp03/04有3種封裝形式：to-92、so-8和ru-8,引腳排列如圖1所示,其中v+接電源正極,gnd為公共地。dout為串行數(shù)據(jù)輸出端。
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TMP03/04型數(shù)字溫度傳感器在溫度保護(hù)中的應(yīng)用
tmp03/04的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示,主要包括4大部分：
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?。?）基準(zhǔn)電壓源和溫度傳感器,其中,基準(zhǔn)電壓源的輸出電壓接至1位的dac（圖中未畫）,溫度傳感器輸出與熱力學(xué)溫度成正比的uptat電壓,接到求和器的一個(gè)輸入端;（2）σ-δ調(diào)制器,內(nèi)含模擬求和器（也稱加法器）、積分器、比較器（也稱量化器）和1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（1位dac）;
?。?）數(shù)字濾波器;
（4）高速時(shí)鐘 振蕩器;
模擬求和器、積分器、比較器和1位dac構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),比較器還起到負(fù)反饋?zhàn)饔?它能根據(jù)輸入溫度信號的變化情況,來改變比較器輸出信號的占空因數(shù),通過負(fù)反饋電路使積分器輸出電壓uint為最低,上述電路也屬于電荷平衡式轉(zhuǎn)換器,經(jīng)過多次快速比較之后,輸出的數(shù)字量就與被測溫度成比例關(guān)系。
tmp03/04的工作原理將被測溫度的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,并且把數(shù)字化信號編碼成時(shí)間比率（t1/t2）的形式為tmp03/04的輸出波形。
TMP03/04型數(shù)字溫度傳感器在溫度保護(hù)中的應(yīng)用
t1指高電平持續(xù)時(shí)間,固定值,標(biāo)稱值為10ms,最大不會(huì)超過12ms;t2指低電平持續(xù)時(shí)間,隨溫度變化而變化,最大值為44ms,對應(yīng)于最高溫度+125℃,t1和t2在時(shí)間上是連續(xù)的,因此,用同一個(gè)定時(shí)器時(shí)鐘即可得到它們之間的比率。
被測溫度θ與t1、t2比率關(guān)系可以用公式（1）及（2）表示：
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