全面了解数字温度传感器规范

为了实现最佳性能并确保系统稳健性，就必须要进行系统监控测量。其中一个必需的典型测量项目就是环境温度。使用简单的数字温度传感器进行该测量将为系统设计人员提供如下保证：组件正常工作，系统处于其性能或校准限值范围内，不会使用户遇到危险。

测量结束后，通常由系统中的微控制器对环境温度进行相应调整。系统监控微控制器可以改变风扇速度、关闭非必要系统进程或使系统智能进入省电模式。系统设计人员需全面正确地了解数字温度传感器规范以设计系统，并就测量结果采取最佳措施。另外，全面了解传感器规范将确保在选择数字温度传感器器件时，可做到权衡得当。

当选择数字温度传感器（也称作串行输出温度传感器）时，应考虑的主要规范包括精度、分辨率、功耗、接口和封装。

图1 数字温度传感器总体结构图

精度

数字温度传感器精度表示传感器读数和系统实际温度之间的误差。在产品说明书中，精度指标和温度范围相对应。通常针对不同温度范围，有数个最高精度指标。对于-25～+100℃温度范围来说，±2℃精度是很常见的。Analog Device公司的ADT75、Maxim公司的DS75、National公司的LM75以及TI的TMP75均具有这种精度节点。但是，还有更高精度的器件。例如，TI的TMP275在20～100℃温度范围内的精度为±0.5℃。

图2 TMP275温度误差与温度对应关系的典型性能曲线

虽然温度精度指标是非常重要的，然而对系统监控应用来说，它并非一定是最为关键的因素。这些应用更重视检测温度变化，而不是确定温度绝对值。

分辨率

数字温度传感器分辨率是描述传感器可检测温度变化细微程度的指标。集成于封装芯片的温度传感器本身就是一种模拟传感器。因此所有数字温度传感器均有一个模数转换器(ADC)。ADC分辨率将决定器件的总体分辨率，分辨率越高，可检测到的温度变化就越细微。

在产品说明书中，分辨率是采用位数和摄氏温度值来表示的。当采用位数来考虑分辨率时，必须多加注意，因为该值可能包括符号位，也可能不包括符号位。此外，该器件的内部电路可能以不同于传感器总体温度范围的值，来确定内部ADC的满量程范围。以摄氏度来表示的分辨率是一种更直接分辨率值，采用该数值可进行设计分析。

现有器件的分辨率从1℃到0.03125℃不等。National公司的LM75通常是一种9位温度传感器。关于前一点，LM75的全工作范围是-55～+125℃。因此您可能希望分辨率是0.352℃。实际上，该分辨率被规定为0.5℃。TI的TMP102通常是12位器件，其分辨率为0.0625℃。即使环境温度发生微小变化其也会提醒微控制器采取相应的措施。