【導讀】作為物聯(lián)網(wǎng)解讀外界的“感官”，傳感器無處不在。根據(jù)維基百科定義，傳感器可被用于偵測環(huán)境中發(fā)生的事件或變化，并將消息發(fā)送至其他電子設備（如中央處理器）。它通常由感測器件和轉(zhuǎn)換器件組成。
作為長期深耕溫度傳感器領(lǐng)域的專業(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)在越來越多的領(lǐng)域中得到廣泛應用。
數(shù)字溫度傳感器
過去，數(shù)字溫度傳感器主要廣泛應用于智能手機和智能揚聲器等消費電子領(lǐng)域。隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新和大量新用例（如預測性維護、自主機械、過程監(jiān)控、設備和機器人技術(shù)）涌現(xiàn)，同時為滿足精度、成本和行業(yè)標準化需求，數(shù)字溫度傳感器開始應用于工業(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)展以及當今市場數(shù)字設備和元器件數(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)。
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、消費者、環(huán)境、工業(yè)和儀器應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備訪問指令，因此多個 SGM457 設備（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備通信，而無需發(fā)送單獨指令。
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 類似，串行雙線接口支持傳統(tǒng)的 I2C 總線或 SMBus 接口，多個 SGM458 設備可以共享一條串行總線。微控制器將在總線上與這些設備通信，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)。
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 可以更好地支持遠距離測溫、控溫。
SGM446
SGM446 是一種雙端子溫度傳感器，輸出電流與絕對溫度成比例，可以被認為是一種在 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償，還集成了溫度補償和與絕對溫度成比例的偏置等功能。此外，通過 CMOS 多路復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)動重負載的同時提供強大的源電流和漏電流輸出，因此可用于提供需要瞬態(tài)負載的采樣保持模數(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。
結(jié)語
最新調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2022 年全球傳感器出貨量達到破紀錄的 308 億顆，總傳感器的平均售價比 2021 年高出 11%，是二十多年來最大的年價格百分比漲幅。
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 年達到了 109 億美元，預計未來五年的復合年增長率將達到 16%，2027 年物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場有望達到 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)測和控制提出了極高要求?？梢院敛豢鋸埖卣f，一絲細微溫度的變化，都會對環(huán)境、家居產(chǎn)品、工業(yè)設備、汽車、服務器、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，因此這項任務可能令人頗感畏懼。但憑借靈敏度高、線性度好、響應速度快、功耗低、傳輸距離遠、體積小等核心優(yōu)點，圣邦微電子將為系統(tǒng)設計人員提供更簡潔的電路設計，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）專注于高性能、高品質(zhì)模擬集成電路的研發(fā)和銷售。產(chǎn)品覆蓋信號鏈和電源管理兩大領(lǐng)域，擁有 30 大類 4300 余款可供銷售型號，全部自主研發(fā)，廣泛應用于工業(yè)、汽車電子、通信設備、消費類電子和醫(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。
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