【導(dǎo)讀】作為物聯(lián)網(wǎng)解讀外界的“感官”，傳感器無(wú)處不在。根據(jù)維基百科定義，傳感器可被用于偵測(cè)環(huán)境中發(fā)生的事件或變化，并將消息發(fā)送至其他電子設(shè)備（如中央處理器）。它通常由感測(cè)器件和轉(zhuǎn)換器件組成。
作為長(zhǎng)期深耕溫度傳感器領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)廠商，圣邦微電子目前擁有模擬和數(shù)字兩大溫度傳感器系列，累計(jì)十余款產(chǎn)品。隨著集成溫度傳感器生產(chǎn)成本的降低，上述產(chǎn)品已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
數(shù)字溫度傳感器
過(guò)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(fèi)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(cè)性維護(hù)、自主機(jī)械、過(guò)程監(jiān)控、設(shè)備和機(jī)器人技術(shù)）涌現(xiàn)，同時(shí)為滿(mǎn)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(kāi)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?dú)w因于工業(yè) 4.0 的發(fā)展以及當(dāng)今市場(chǎng)數(shù)字設(shè)備和元器件數(shù)量的激增。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)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)。
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(jì)算機(jī)、消費(fèi)者、環(huán)境、工業(yè)和儀器應(yīng)用中溫度測(cè)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(wèn)指令，因此多個(gè) SGM457 設(shè)備（最多四個(gè)）可以共享一條串行總線。在計(jì)算平臺(tái)等多熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，可以通過(guò)將一條串行總線與多個(gè)溫度傳感器連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，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(wú)需發(fā)送單獨(dú)指令。
圖 1 SGM457 功能框圖
SGM458
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(lèi)似，串行雙線接口支持傳統(tǒng)的 I2C 總線或 SMBus 接口，多個(gè) 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(wú)需發(fā)送單獨(dú)的指令，在計(jì)算平臺(tái)等多熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，可以通過(guò)將一條串行總線與多個(gè)溫度傳感器連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。
模擬溫度傳感器
SGM446 和 SGM447 是圣邦微電子模擬溫度傳感器系列的代表產(chǎn)品。有正負(fù)溫度系數(shù)可選，電流輸出型溫度傳感器 SGM446 可以更好地支持遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫。
SGM446
SGM446 是一種雙端子溫度傳感器，輸出電流與絕對(duì)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(guò) 1μA/K 恒流的高阻抗調(diào)節(jié)器，輸出電流可在 298.2K (+25℃) 時(shí)被校準(zhǔn)為 298.2μA。得益于高阻抗電流輸出，SGM446 對(duì)電壓降不敏感，尤其是在長(zhǎng)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(cè)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)償和與絕對(duì)溫度成比例的偏置等功能。此外，通過(guò) CMOS 多路復(fù)用器切換電流或通過(guò)邏輯門(mén)切換電源電壓，SGM446 可實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。
圖 2 SGM446 典型性能特征
SGM447
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。它可以在最低增益配置下以 1.5V 的電源電壓工作，并同時(shí)測(cè)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(jí)輸出，SGM447 能夠在驅(qū)動(dòng)重負(fù)載的同時(shí)提供強(qiáng)大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(cè)量溫度成反比的輸出電壓。
結(jié)語(yǔ)
最新調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2022 年全球傳感器出貨量達(dá)到破紀(jì)錄的 308 億顆，總傳感器的平均售價(jià)比 2021 年高出 11%，是二十多年來(lái)最大的年價(jià)格百分比漲幅。
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(chǎng)報(bào)告》，物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場(chǎng)規(guī)模在 2022 年達(dá)到了 109 億美元，預(yù)計(jì)未來(lái)五年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到 16%，2027 年物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場(chǎng)有望達(dá)到 221 億美元。這其中，又以溫度傳感器最為引人關(guān)注。畢竟，溫度傳感器不但市場(chǎng)規(guī)模龐大，而且越來(lái)越多的智能產(chǎn)品現(xiàn)在都對(duì)溫度參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制提出了極高要求?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，一絲細(xì)微溫度的變化，都會(huì)對(duì)環(huán)境、家居產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備、汽車(chē)、服務(wù)器、電腦等諸多行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。
選擇溫度傳感器產(chǎn)品也許看似小事一樁，但由于可用的產(chǎn)品多種多樣，還要同時(shí)考慮傳感器價(jià)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(xiàng)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(diǎn)，圣邦微電子將為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供更簡(jiǎn)潔的電路設(shè)計(jì)，更方便快捷的數(shù)據(jù)讀取，以及更多的選型方案。
關(guān)于圣邦微電子
圣邦微電子（北京）股份有限公司（股票代碼 300661）專(zhuān)注于高性能、高品質(zhì)模擬集成電路的研發(fā)和銷(xiāo)售。產(chǎn)品覆蓋信號(hào)鏈和電源管理兩大領(lǐng)域，擁有 30 大類(lèi) 4300 余款可供銷(xiāo)售型號(hào)，全部自主研發(fā)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、汽車(chē)電子、通信設(shè)備、消費(fèi)類(lèi)電子和醫(yī)療儀器等領(lǐng)域，以及物聯(lián)網(wǎng)、新能源和人工智能等新興市場(chǎng)。
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