SGM457低功耗數(shù)字輸出溫度傳感器適用于遠(yuǎn)程無線測溫
調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2022 年傳感器出貨量達(dá)到破紀(jì)錄的 308 億顆，總傳感器的平均售價比 2021 年高出 11%，是二十多年來的年價格百分比漲幅。過去，數(shù)字溫度傳感器主要廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和智能揚(yáng)聲器等消費電子領(lǐng)域。隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新和大量新用例（如預(yù)測性維護(hù)、自主機(jī)械、過程監(jiān)控、設(shè)備和機(jī)器人技術(shù)）涌現(xiàn)，同時為滿足精度、成本和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化需求，數(shù)字溫度傳感器開始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，并逐漸取代傳統(tǒng)模擬傳感器。這一轉(zhuǎn)變主要歸因于工業(yè) 4.0 的發(fā)展以及當(dāng)今市場數(shù)字設(shè)備和元器件數(shù)量的激增。從發(fā)展趨勢來看，小型化、集成化和低功耗已經(jīng)成為數(shù)字溫度傳感器件的核心特質(zhì)。特別值得關(guān)注的是，在 2022 年出貨的傳感器中有三分之一是以溫度、濕度、壓力、液位、氣體為代表的物聯(lián)網(wǎng)傳感器。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu) IoT Analytics 發(fā)布的《2022-2027 年物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場報告》，物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場規(guī)模在 2022 年達(dá)到了 109 億美元，預(yù)計未來五年的復(fù)合年增長率將達(dá)到 16%，2027 年物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場有望達(dá)到 221 億美元。這其中，又以溫度傳感器引人關(guān)注。畢竟，溫度傳感器不但市場規(guī)模龐大，而且越來越多的智能產(chǎn)品現(xiàn)在都對溫度參數(shù)的監(jiān)測和控制提出了要求?？梢院敛豢鋸埖卣f，一絲細(xì)微溫度的變化，都會對環(huán)境、家居產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備、汽車、服務(wù)器、電腦等諸多行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。
由于選擇溫度傳感器可用的產(chǎn)品多種多樣，還要同時考慮傳感器價格、溫度范圍、精度、耐用性、傳感器輸出、熱穩(wěn)定性等多重因素，因此這項任務(wù)可能令人頗感畏懼。但憑借靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快、功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小等核心優(yōu)點，圣邦微電子將為系統(tǒng)設(shè)計人員提供更簡潔的電路設(shè)計，更方便快捷的數(shù)據(jù)讀取，以及更多的選型方案。通過組合檢測電路，可以獲得基于壓電薄膜位移速度的輸出。通過利用該輸出特性，可作為按壓檢測、握持檢測、生物信號檢測等各種傳感器應(yīng)用。
SGM457作為一款低功耗、低電源供電、綠色 SOT 封裝、串行控制接口的數(shù)字輸出溫度傳感器，SGM457 在 -40℃ 至 +125℃ 溫度范圍內(nèi)精度為 ±0.5℃ (TYP)，是通信、計算機(jī)、消費者、環(huán)境、工業(yè)和儀器應(yīng)用中溫度測量的理想選擇。SGM457 支持 I2C 總線接口，由于該串行總線使用多設(shè)備訪問指令，因此多個 SGM457 設(shè)備（最多四個）可以共享一條串行總線。在計算平臺等多熱點監(jiān)測應(yīng)用中，可以通過將一條串行總線與多個溫度傳感器連接來實現(xiàn)。同時，為了提高軟件效率，微控制器可在總線上與這些設(shè)備通信，而無需發(fā)送單獨指令。SGM458 是一款低功耗、低電源供電、綠色 WLCSP 封裝、串行控制接口的數(shù)字輸出溫度傳感器。SGM458 在 -55℃ 至 +125℃ 溫度范圍內(nèi)精度為 ±1℃ (TYP)，其電源電壓范圍為 1.6V 至 5.5V。與 SGM457 類似，串行雙線接口支持傳統(tǒng)的 I2C 總線或 SMBus 接口，多個 SGM458 設(shè)備可以共享一條串行總線。微控制器將在總線上與這些設(shè)備通信，而無需發(fā)送單獨的指令，在計算平臺等多熱點監(jiān)測應(yīng)用中，可以通過將一條串行總線與多個溫度傳感器連接來實現(xiàn)。更小的外形尺寸、靈活通信和遠(yuǎn)程配置能力，這是自動化工程師現(xiàn)在需要工業(yè)溫度傳感器提供的一些功能，但是現(xiàn)有的解決方案并不支持這些功能。本文將重新審視許多基于RTD的溫度傳感器設(shè)計中使用的構(gòu)建模塊，探討這些模塊在傳感器應(yīng)用中的限制因素。然后，展示如何快速重新設(shè)計這種類型的傳感器，以獲得這個新工業(yè)時代所需的功能。
SGM446 是一種雙端子溫度傳感器，輸出電流與溫度成比例，可以被認(rèn)為是一種在 4V 至 35V 電源電壓范圍內(nèi)通過 1μA/K 恒流的高阻抗調(diào)節(jié)器，輸出電流可在 298.2K (+25℃) 時被校準(zhǔn)為 298.2μA。得益于高阻抗電流輸出，SGM446 對電壓降不敏感，尤其是在長線路上，因此特別適合遙感應(yīng)用。與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，SGM446 不但不需要電阻測量電路、線性化電路、精密電壓放大器和冷端補(bǔ)償，還集成了溫度補(bǔ)償和與溫度成比例的偏置等功能。此外，通過 CMOS 多路復(fù)用器切換電流或通過邏輯門切換電源電壓，SGM446 可實現(xiàn)多路復(fù)用。SGM447 是一款采用綠色 WLCSP 封裝的高精度模擬輸出 CMOS 集成電路溫度傳感器。它可以在增益配置下以 1.5V 的電源電壓工作，并同時測量 -55℃ 至 +150℃ 的溫度，低供電電流使其適用于一般溫度傳感器和電池供電系統(tǒng)。
由于具有 AB 級輸出，SGM447 能夠在驅(qū)動重負(fù)載的同時提供*的源電流和漏電流輸出，因此可用于提供需要瞬態(tài)負(fù)載的采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入。在輸出端不使用電阻器和緩沖器等外部組件的情況下，SGM447 可以提供與測量溫度成反比的輸出電壓。
