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温度传感器集成电路(温度传感器集成电路(IC)用于人体温度测量提示及技巧)用于人体温度测量提示及技巧
技术进步已允许将温度传感器集成电路(IC)用于人体温度测量(常见于可佩戴式保健带和医疗设备中)等精
密应用。由于TI最近发布了适合人体温度测量的小外形精确LMT70模拟温度传感器,用户已向TI的温度传感团队
提出了许多与这些类型的应用相关的问题。因为笔者过去介绍其它传感器时已回答了一些这样的问题,所以笔
者认为自己应在本文中讨论几个这样的问题。
问:当用模数转换器(ADC)监测传感器时,您如何能用一个12位ADC(如在MSP430™超低功耗微控制器 (MCU) 中发现的
12位ADC)实现更佳的量化误差?
答:在软件中使用移动平均值可提高ADC的分辨率 —— 实际上您可改变平均值的数量并看到噪声水平及分辨率的提高或降
低。如果施加到ADC输入的信号的噪声振幅超过ADC的最低有效位(LSB),那么移动平均法可发挥作用。例如,采用16个
样本的移动平均值可通过方程式1将12位ADC的分辨率增加到14位:LMT70评估模块可使用MSP430 MCU的12位ADC。由于
这种技术,该评估模块的典型性能已证明是±0.07℃。
问:传递函数如何影响模拟温度传感器的整体准确度?
答:在很多产品说明书中都有准确度曲线图,展示不同方程式如何影响准确度。就LMT70而言,使用二阶曲线或三阶曲线,
准确度大致等同于人体温度测量的有限温度范围查找表(LUT)中的准确度,所以该器件将符合相同的技术规格。当然,如图
1和图2中曲线所显示的,最好使用产品说明书里给定、适用于10℃至110℃的三阶方程式。甚至最适合20℃至45℃的二阶曲
线也能提供可接受的结果。
您如何能生成这个方程式?使用Excel或MATLAB曲线拟合。您如何生成准确度曲线图?只需把在产品说明书的电气特性
(EC)表中找到的最低和最高电压限值代入您的方程式。
图1:使用三阶传递函数最佳拟合(10℃至+110℃)
图2:使用二阶传递函数最佳拟合(10℃至+110℃)
问:电压变动范围为1.8V至3V的电池能直接为模拟传感器供电吗?对准确度有什么影响?
答:模拟传感器产品说明书的技术规格包括电源灵敏度及曲线,这样您就可以确定对准确度的影响。作为一个示例,让我们来
看看LMT70。图3(来自LMT70产品说明书的第9页)展示了在模拟温度传感器产品说明书中找到的典型曲线。
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weixin_38665490
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