溫度傳感器應(yīng)具備哪些功能，影響半導(dǎo)體溫度傳感器精度的因素？
溫度傳感器是在電子系統(tǒng)中測量的最常見的環(huán)境指標(biāo)之一，并且可以使用多種傳感器類型來滿足設(shè)計人員的需求。然而，在選擇溫度傳感器時必須小心謹(jǐn)慎，以確保整體精度符合設(shè)計規(guī)范。本文總結(jié)了半導(dǎo)體溫度傳感器精度的主要考慮因素。
一、溫度傳感器功能
需要溫度傳感的應(yīng)用通常使用以下傳感器功能之一：
對于±2°C至±3°C的精度就足夠了的基本溫度傳感，熱敏電阻往往是一種流行的選擇，因為它們成本低且材料清單(BOM)最少。但是，對于基于MCU的應(yīng)用，如果ADC輸入不可用，則半導(dǎo)體傳感器是首選。對于需要優(yōu)于±2°C的更高準(zhǔn)確度、更低功耗和/或高分辨率測量的設(shè)計，只要感應(yīng)范圍在–40至+125°C范圍內(nèi)，半導(dǎo)體傳感器就可以以價格提供最佳性能。電阻溫度檢測器(RTD)傳統(tǒng)上可提供高達(dá)±0.2°C的最高精度，盡管成本很高，并且需要額外的外部BOM成本來維持準(zhǔn)確的模數(shù)轉(zhuǎn)換。
熱電堆具有非接觸式測量的優(yōu)勢，因此還可以測量廣泛的溫度范圍。傳統(tǒng)的熱電堆設(shè)計使用TO-5金屬罐封裝，需要外部放大或包含嵌入式ASIC。再加上對適當(dāng)光機(jī)械設(shè)計的需求，需要更高的成本并將熱電堆限制在非接觸式測量具有顯著優(yōu)勢的應(yīng)用中。這方面的例子是入耳式溫度計和高溫下的工業(yè)過程控制。
二、影響半導(dǎo)體傳感器精度的因素：
半導(dǎo)體溫度傳感器通常使用帶隙元件測量二極管正向電壓的變化以確定溫度。為了達(dá)到合理的精度，這些都在單個溫度點進(jìn)行校準(zhǔn)，通常為25°C。因此，在校準(zhǔn)點實現(xiàn)了最高精度，然后精度會隨著溫度的升高或降低而下降。為了在較寬的溫度范圍內(nèi)獲得更高的精度，可以采用額外的校準(zhǔn)點或先進(jìn)的信號處理技術(shù)。
半導(dǎo)體溫度傳感器的制造商將指定特定溫度范圍內(nèi)的典型和最大溫度精度。雖然典型值可以讓您了解理想條件下少數(shù)設(shè)備的準(zhǔn)確度，但客戶應(yīng)依賴最大值來真正指示跨多個設(shè)備和各種條件下的準(zhǔn)確度。
電源電壓也會影響半導(dǎo)體傳感器的溫度精度。當(dāng)電源偏離標(biāo)稱電壓時，具有較低內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)水平的傳感器設(shè)備將表現(xiàn)出更大的精度下降。大多數(shù)制造商會在其數(shù)據(jù)表規(guī)格中包含這一點，最大值在±0.2°C/V至±0.3°C/V的范圍內(nèi)。
在具有<±0.5°C誤差的更高精度設(shè)備中，將開始出現(xiàn)次級效應(yīng)，這些效應(yīng)也會對整體精度產(chǎn)生影響。這些通常與制造商數(shù)據(jù)表中的整體精度規(guī)格分開指定，因此應(yīng)添加。其中一些包括：
可重復(fù)性/噪聲：這是模擬前端和ADC引入的誤差，范圍從較低性能產(chǎn)品的±0.1°C到較高性能產(chǎn)品的±0.01°C。
漂移/穩(wěn)定性：隨著設(shè)備老化，隨著時間的推移引入額外的錯誤。
