Интегрални схеми с вградени сензори - 19.03.2013

Сензорите отдавна престанаха да се използват само в индустриалните устройства и системи и навлязоха масово в заобикалящите ни технически средства - от автомобилите до битовите и комуникационните устройства. По правило техните сигнали се обработват от интегрални схеми (ИС), а особено ефективен начин за връзка помежду им е вграждане на сензорите в тях. Това е причината за бързото развитие през последните години на ИС с вградени сензори, което е основно в две направления – нови ИС от съществуващи типове с подобрени параметри и появата на нови видове ИС, включително такива за измерване и контрол на повече от една физична величина. По принцип контролът се състои в регистриране чрез подходящо логическо ниво на достигането на определена стойност на следената физична величина.

ИС за измерване на температура
Тъй като температурата е вероятно най-често измерваната физична величина, този тип е сред първите създадени ИС с вградени сензори. Списание Инженеринг ревю им отдели подобаващо внимание още през 2009 г. със статията “Интегрални сензори за температура” в брой 5. Затова тук ще бъдат описани само новостите, появили се в областта след 2009 г. Специфичната и важна област на безконтактното измерване на температура бе разгледана в статия със същото наименование в брой 5/2011 г. на списанието.

Интегралните схеми могат да бъдат разделени на 4 вида в зависимост от пропорционалната на температурата изходна величина – постоянно напрежение, коефициент на запълване на правоъгълни импулси, двоично число и постоянен ток, като принципът на действие на първите три е описан в споменатата статия от 2009 г. Трябва да се добави, че в повечето съвременни ИС числото се предава чрез някой от масово използваните интерфейси.

Общите основни параметри на четирите вида са обхватът на измерваната температура (Specific Range) SR, абсолютната грешка при измерването (Temperature Accuracy) TA, захранващото напрежение (Supply Range) VS и консумираният ток (Supply Current) IS. Трябва да се има предвид, че ТА зависи от границите, в които се измерва температурата, като расте при тяхното разширяване. Твърде често производителите дават няколко разновидности (Grade) на дадена ИС с различни ТА. Работният температурен обхват (Operating Temperature Range) OTR може да съвпада с SR или да е по-широк. В последния случай в него ИС запазва работоспособността си, но не и параметрите си. Част от ИС имат извод Shutdown за включването и изключването им, което се извършва чрез постоянно напрежение, най-често с някои от стандартните логически нива. В изключено състояние ИС консумира нищожен ток ISHDN.

Пълният текст на статията може да намерите тук.

Ключови думи: интегрални схеми   вградени сензори   диференциални сигнали   транзистори   цифров акселерометър  

Област: Статии