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时间:2019-08-16
《ADT75型数字温度传感器的原理和应用》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、ADT75型数字温度传感器的原理和应用1引言 ADT75是ADI公司推出的数字温度传感器,内置1个高度集成的温度传感器,其额定工作温度范围为-55℃~+125℃,能够对温度进行准确测量。其内部还包含1个12位的ADC,用来监测并数字化温度值,其分辨率可达0.0625℃,功耗低,工作电压范围是3V~5.5V。若工作电压在3.3V,其典型电流值为300μA;在关断模式下,典型电流值仅为3μA。ADT75是一款完善的数字温度传感器,集传感器和模数转换器于一体,可大大简化温度测试系统的设计,提高系统的集成化。 ADT75的主要特
2、点如下: 内含12位A/D转换器; 温度误差最大是±1℃,温度分辨率0.0625℃; SMBus/I2C兼容接口; 工作温度范围为-55℃~+125℃; 超温指示器; 采用关断模式降低能耗; 在3.3V工作电压下的功耗典型值为69μW; 8引脚MSOP和SOIC封装。 2ADT75的引脚排列及功能 ADT75的引脚排列如图l所示。各个引脚的功能如表l所列。 3ADT75的工作原理 ADl75的内部结构如图2所示。主要包括温度传感器、∑一△调节器、4个数据寄存器(温度数据寄存器、配置寄
3、存器、THYST定值寄存器和TOS定值寄存器)和1个地址指针寄存器、数字比较器、SM-Bus/I2C串行接口等。其工作过程如下:温度传感器进行温度采集,产生与绝对温度成一定比例的精确电压,并与内部参考电压进行比较,输入精确的数字式调节器中,转换为有效精度为12位的数据。被测量的温度值与限定值比较,如果测量值超限,则OS/ALERT引脚输出超限信息。 ADl75包含5个寄存器:4个数据寄存器和1个地址指针寄存器。配置寄存器是惟一的8位数据寄存器,其余的均是16位。温度数据寄存器是惟一的只读数据寄存器。上电时,地址指针寄存器
4、被设置为Ox00,且指针指向温度数据寄存器,具体描述见表2。 (1)地址指针寄存器 该8位写寄存器存放指向4个数据寄存器之一的1个地址,并选择单步模式。采用单步模式可以减少电能消耗,当单步模式启动时,ADT75立刻进入关断模式。当VDD为3.3V时,电流消耗为3μA;当VDD为5V时,电流消耗为5.5μA。P0和P1选择被写入或读出数据字节的数据寄存器。PO、Pl和P2通过向这个寄存器写入04H来选择单步模式。该8位寄存器其余位都设置为零。寄存器地址选择见表3。 (2)温度数据寄存器 16位只读寄存器存储由内置温度
5、传感器测得的温度值,以二进制补码的方式存储,以MSB为温度标记位。读寄存器时,先读高8位,后读低8位。 (3)配置寄存器 8位可读/写寄存器为ADT75配置各种模式,如关断、超温中断、单步、SMBus报警使能、OS/ALERT引脚极性和超温错误队列等。 (4)THYST定值寄存器 这个16位读/写寄存器存放2个中断模式下的温度滞后限定值。温度限定值以二进制补码的方式存储,用MSB作为温度标志位。当从这个寄存器读数时,先读高8位MSB,后读低8位LSB。THYST的缺省设置极限温度为+75℃。 (5)TOS定值寄存
6、器 这个16位读/写寄存器以2个中断模式存放超温限定值。温度限定值以二进制补码的方式存储。当从这个寄存器读数时,先读高8位MSB,后读低8位LSB。TOS的缺省设置极限温度为+80℃。 4典型应用 温度是测控系统中主要的被控参数之一。实际应用中,经常需要控制温度使之保持在某一范围内。以往,在实际测控系统中,多采用热敏电阻器或热电偶测量温度。这种温度采集电路有时需要冷端补偿电路,这样就增加了电路的复杂性;而且电路易受干扰,使采集到的数据不准确。用比较 在传统的温度测控系统中,用热电偶或热敏电阻器采集温度,再由前置放大
7、电路将检测到的微小信号转变为ADC可转换的信号,同时经过冷端温度补偿后进行A/D转换,这样才能把模拟温度信号数字化,如图3所示。 这种传统电路的特点是需要的器件多,电路所占空间大,电路易受干扰,调试工作量大,电路集成度差,误差大。 ADT75是一款完善的数字温度传感器,集传感器和模/数转换器于一体。采用ADT75大大简化了温度测试系统的设计,电路集成度高,所占空间小,精度高,大大减少了调试工作量。4.2应用实例 直冷式电冰柜的机件相对较少,设备不容易出故障,而且制冷相对迅速,它是利用冰柜内空气自然对流的方式冷却食品的
8、。其蒸发器常常安装在冰柜上部,蒸发器周围的空气要与蒸发器产生热交换,空气循环往复自然对流,从而达到制冷的目的。在实际使用中,电冰柜的温度应保持在设定值,这就需要采用温度测控系统进行自动调节。温度控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启停、使冰柜内的温度保持在设定的温度范围内。 在直冷式电冰柜温度测
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