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内置测温驱动电路、调理、ADC转换、温度计算、校准补偿等功能的高温传感芯片-M401
工采电子 | 2025-03-21 09:27:54    阅读:52   发布文章

高温传感芯片的工作原理主要包括热电效应和电阻效应。热电效应是指温度变化时,传感器内部会产生电动势或电流,将温度变化转换为电压信号输出。电阻效应则是通过材料的电阻随温度变化的特性来实现温度测量,常见的有热敏电阻(Thermistor),其电阻值随温度变化而变化,从而实现对温度的测量

具体工作原理

感知温度变化芯片内部的传感器元件感知周围环境的温度变化。

转换电信号利用热电效应或电阻效应,将温度的变化转换为电信号。

信号放大与处理通过芯片内部的电路对电信号进行放大和处理,以提高测量的精度和稳定性。

输出测量结果处理后的电信号以数字或模拟信号的形式输出,表示所测量的温度值

高温传感芯片因其高精度、高稳定性、体积小、功耗低等特点,在多个领域得到广泛应用:

环境监测用于大气、海洋、土壤温度变化的监测。

医疗设备如体温监测、实验室恒温设备等,确保医疗安全和效果。

工业自动化在工业生产过程中实时监控与调节温度,影响产品质量和生产效率。

消费电子如智能手机、笔记本电脑等设备中,监控和管理设备温度,防止过热影响设备性能及用户安全

M401.jpg

宽量程多路数字高温传感芯片 - M401基于新的 CMOS 数模混合工艺,包含一路内部本地测温,四路可驱动外部远端测温三极管(NPN PNP)或者二极管。芯片内置测温驱动电路、调理、ADC 转换、温度计算、校准补偿、非易失性存储、电源管理等单元,通过 I2C 数字总线输出,并提供报警接口信号。

M401的寄存器可以通过给寄存器(0x35)写入0xEE来进行软件复位,软件复位可以将所有的寄存器恢复到默认值。 所有的寄存器都设定为写保护模式以防止软件误操作,写保护模式不影响读取操作。通过给寄存器(0xE6)写入0xC4,启动写保护;通过给寄存器(0xE7)写入0xC4,来解除写保护。默认上电即为寄存器写保护模式,撤销写保护之后,才能进行寄存器写操作。为了防止测温错误,在测温过程中(标志 BUSY=1),写寄存器操作无效。为了保证写寄存器正确,需要先停止测温,再写寄存器。

M401提供单次或连续测温模式,也可以关闭测温电路。每个测温通道也可以单独开启或关闭。当控制寄存器2CFG20x18)的第0(SD)被置为低时,为连续测温模式。此时测温电路持续工作,可开启的测温通道持续测温并更新温度值。当控制寄存器20x18)的第0(SD)被置为高时,进入关断模式,所有测温电路被关闭,温度值保持在上一次测温值不再更新。

数字温度传感芯片 - M401的特点:

1远端测温范围-55~220℃(高于 150℃需选用耐高温三极管),本地测温范围-55~125

2存储与校准:

内置5路测温校准系数的非易失性(NVM)存储

可以提供给用户 32bit 额外存储空间

3高可靠性设计:I/O 抗毛刺滤波

-测温端开短路检测

-温度数据奇偶校验

42-bit I2C 地址位,可用于多点测量总线

52路过热阈值判断及报警功能

6测温精度:

40℃至+125℃范围内误差<2.2

-55℃至+220℃范围内误差<4.5℃(单路远端测温)

7感温分辨率:0.03125℃(14-bit ADC

8低功耗设计:

-35μA 1 秒钟/次 周期性测量

-3μA 待机电流

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