集成温度传感器
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集成温度传感器
集成传感器应用
温度传感器典型应用 热电偶炉温控制系统
集成传感器应用
温度传感器典型应用 电动机保护器
集成传感器应用
3线式铂热电阻测温电路
集成传感器应用
配热电阻的温度变送器
集成传感器应用
电冰箱温度超标指示器电路
电冰箱温度超标指示器电路
系统误差不确定度的分析与评定
集成温度传感器系统误差是由组成系统的各 部分引入的,主要包括：
>1 被检温度传感器测量重复性的标准不确定度 u1 分量 标准不确定度u1 是被检传感器输出的电阻值的不重复性 引起的；温场的不均匀性的标准不确定度u2 分量 ；电 测设备引入的标准不确定度u3；标准器本身引入的标准 不确定度分量u4； >2电测设备引入的误差; >3标准器引入的误差； >4检测过程中温场的不均匀性引入的误差等.
温度传感器
集成温度传感器 集成温度传感器测温原理
传感器原理
VT2的发射极设计成条形，VT1用同样条 形并联，可严格控制结的面积，两管面积比 变为简单的条数比，电路输出总电流为：
I0 2 VBE R 2 KT qR ln n
I C1 I C 2 I 0 I C1 I C 2 2 I C 2 VBE RI C 2
集成温度传感器
学号 姓名
集成温度传感器
集成温度传感器 所谓集成传感器：
就是在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感器 件、信号放大电路、温度补偿电路、基准电源电路等在内的 各个单元，它使传感器和集成电路融为一体。 集成温度传感器按信号输出形式分为：电流型 、 电压型
优点： 集成温度传感器与传统的热电阻、热电偶 温度计相比最大的优点是：线性度好 、灵敏 度高 、输出信号大，且规范化标准化
集成温度传感器讲解
KT——标定因子，AD590的标I =定K因T ·子T为K 1μA/℃
I/μA
423 298 218
+150℃ +25℃ -55℃
0
4V
30V U/V
AD590伏安特性曲线
2．温度特性
其温度特性曲线函数是以Tk为变量的n阶多项式之和， 省略非线性项后则有:
Tc——摄氏温度；I 的单I=K位T·为Tcμ＋A。273.2 可见，当温度为0℃时，输出电流为273.2μA。在常
25℃时借助RC将输出电压调整到5V，则RC的值约在 3~30kΩ间，相应的灵敏度为109~110mV/℃。校准后，在
-10~80℃范围内，基本误差不超过±1℃。这种集成
传感器在静止空气中的时间常
12
10 输 出8
RC=100kΩ RC=10kΩ
数为24s，在流动空气中为11s。 电源电压在5~15V间变化，所
引起的测温误差一般不超过
电 压
6
/V 4
±2℃。整个集成电路的电流 值一般为0.4mA，最大不超过
2
RC=1kΩ
0.8mA（RL=∞时）。
0－20 0 20 40 60 80 温度/ºC
AN6701S的输入特性
（二）电流型温度传感器 1．伏安特性
工作电压：4V～30V，I 为一恒流值输出，I∝Tk，即
１、 DS1820的特性 单线接口：仅需一根口线与MCU连接； 无需外围元件； 由总线提供电源； 测温范围为-55℃～125℃，精度为0.5℃； 九位温度读数； A/D变换时间为200ms； 用户可以任意设置温度上、下限报DS1820引脚及功能
一、IC温度传感器的分类
电压型IC温度传感器；电流型IC温度传感器， 数字输出型IC温度传感器。
I/μA
423 298 218
+150℃ +25℃ -55℃
0
4V
30V U/V
AD590伏安特性曲线
2．温度特性
其温度特性曲线函数是以Tk为变量的n阶多项式之和， 省略非线性项后则有:
Tc——摄氏温度；I 的单I=K位T·为Tcμ＋A。273.2 可见，当温度为0℃时，输出电流为273.2μA。在常
25℃时借助RC将输出电压调整到5V，则RC的值约在 3~30kΩ间，相应的灵敏度为109~110mV/℃。校准后，在
-10~80℃范围内，基本误差不超过±1℃。这种集成
传感器在静止空气中的时间常
12
10 输 出8
RC=100kΩ RC=10kΩ
数为24s，在流动空气中为11s。 电源电压在5~15V间变化，所
引起的测温误差一般不超过
电 压
6
/V 4
±2℃。整个集成电路的电流 值一般为0.4mA，最大不超过
2
RC=1kΩ
0.8mA（RL=∞时）。
0－20 0 20 40 60 80 温度/ºC
AN6701S的输入特性
（二）电流型温度传感器 1．伏安特性
工作电压：4V～30V，I 为一恒流值输出，I∝Tk，即
１、 DS1820的特性 单线接口：仅需一根口线与MCU连接； 无需外围元件； 由总线提供电源； 测温范围为-55℃～125℃，精度为0.5℃； 九位温度读数； A/D变换时间为200ms； 用户可以任意设置温度上、下限报DS1820引脚及功能
一、IC温度传感器的分类
电压型IC温度传感器；电流型IC温度传感器， 数字输出型IC温度传感器。
集成温度传感器
集成温度传感器集成温度传感器具有体积小、线性好、反应灵敏等优点，所以应用十分广泛。
集成温度传感器是把感温元件（常为PN 结）与有关的电子线路集成在很小的硅片上封装而成。
由于PN 结不能耐高温，所以集成温度传感器通常测量150℃以下的温度。
集成温度传感器按输出量不同可分为：电流型、电压型和频率型三大类。
集成温度传感器基本工作原理图1为集成温度传感器原理示意图。
图1 集成温度传感器基本原理图其中V1、V2为差分对管，由恒流源提供的I1、I2分别为V1、V2的集电极电流，则△Ube 为：1—1只要I1/I2为一恒定值，则△Ube 与温度T 为单值线性函数关系。
这就是集成温度传感器的基本工作原理。
)ln(21γII q KTU be=∆电压输出型集成温度传感器图2所示电路为电压输出型温度传感器。
图2电压输出型原理电路图V1、V2为差分对管，调节电阻R1，可使I1=I2，当对管V1、V2的β值大于等于1时，电路输出电压UO 为：由此可得:R1、R2不变则U0与T 成线性关系。
若R1=940Ω，R2=30K Ω，γ=37，则电路输出温度系数为10mV/K 。
电流输出型集成温度传感器 如图3所示:21220R R U R I U be∆==γln 210qKTR R U U be ==∆图3 电流输出型原理电路图对管V1、V2作为恒流源负载，V3、V4作为感温元件，V3、V4发射结面积之比为γ，此时电流源总电流IT 为：当R 、γ为恒定量时,IT 与T 成线性关系。
若R=358Ω，γ=8，则电路输出温度系数为1μA/K 。
集成温度传感器应用举例1.AD590集成温度传感器应用电路γln 2221qRKTR U I I be T =∆==图2-31 简单测温电路集成温度传感器用于热电偶参考端的补偿电路如图2-32所示，AD590应与热电偶参考端处于同一温度下。
图2-32 热电偶参考端补偿电路2.LM334集成温度传感器应用电路LM334是三端电流输出型温度传感器，其输出电流对于环境温度为线性变化。
集成温度传感器
下面以电流输出型集成温度传感器AD590为例介绍其工作原理与 应用，同时简单介绍电压输出型集成温度传感器LM35和智能温度控 制器DS18B20的应用。
集成温度传感器
1. 电流输出型集成温度传感器AD590
AD590是美国Analog Devices公司生产的电流型集成温 度传感器，其采用TO-52金属圆壳封装结构，其外形、引脚排 列和电路符号如图1-25所示。
集成温度传感器
图1-27 LM35的封装形式
集成温度传感器
（1）使用温度为-55~+150 ℃。
LM35 系列集成温 度传感器的 特性如下：
（2）工作电压为直流4~30 V。 （3）输出阻抗小，1 mA负载时为0.1 Ω。 （4）非线性值仅为±1/4 ℃。
（5）精度为0.5 ℃（在+25 ℃时）。
集成温度传感器
（1）DS18B20的特性。 ①采用单总线专用技术，被测温度用符号扩展的16位数字量串行 输出，无须经过其他变换电路。 ②测温范围为-55~+125 ℃，在-10~+85 ℃，精度为±0.5 ℃。 ③内含64位经过激光修正的ROM。 ④适配各种单片机或系统机。 ⑤用户可分别设定各路温度的上、下限。 ⑥其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。 以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
集成温度传感器
2. 电压输出型集成温度传感器LM35
LM35是电压输出型集成温度传感器，它具有很高的工作 精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线 性成比例。因而，从使用角度来说，LM35与用开尔文标准的 线性温度传感器相比更有优越之处。LM35无须外部校准或微 调，可以提供±1/4 ℃的常用室温精度。它从电源吸收的电流 很小且几乎不变，所以芯片自身几乎没有散热的问题。LM35 有多种封装形式，包括密封TO-46、塑料TO-92、贴片SO-8 和TO-220等，如图1-27所示。
集成温度传感器
1. 电流输出型集成温度传感器AD590
AD590是美国Analog Devices公司生产的电流型集成温 度传感器，其采用TO-52金属圆壳封装结构，其外形、引脚排 列和电路符号如图1-25所示。
集成温度传感器
图1-27 LM35的封装形式
集成温度传感器
（1）使用温度为-55~+150 ℃。
LM35 系列集成温 度传感器的 特性如下：
（2）工作电压为直流4~30 V。 （3）输出阻抗小，1 mA负载时为0.1 Ω。 （4）非线性值仅为±1/4 ℃。
（5）精度为0.5 ℃（在+25 ℃时）。
集成温度传感器
（1）DS18B20的特性。 ①采用单总线专用技术，被测温度用符号扩展的16位数字量串行 输出，无须经过其他变换电路。 ②测温范围为-55~+125 ℃，在-10~+85 ℃，精度为±0.5 ℃。 ③内含64位经过激光修正的ROM。 ④适配各种单片机或系统机。 ⑤用户可分别设定各路温度的上、下限。 ⑥其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。 以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
集成温度传感器
2. 电压输出型集成温度传感器LM35
LM35是电压输出型集成温度传感器，它具有很高的工作 精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线 性成比例。因而，从使用角度来说，LM35与用开尔文标准的 线性温度传感器相比更有优越之处。LM35无须外部校准或微 调，可以提供±1/4 ℃的常用室温精度。它从电源吸收的电流 很小且几乎不变，所以芯片自身几乎没有散热的问题。LM35 有多种封装形式，包括密封TO-46、塑料TO-92、贴片SO-8 和TO-220等，如图1-27所示。
温度传感器 集成温度传感器 集成温度传感器
的温度。
课程内容
1 . 集成温度传感器概念 2. 集成温度传感器分类 3. 集成温度传感器特性 4. 集成温度传感器工作原理
2. 集成温度传感器分类
模拟集成温度传感器 集成温度传感器 数字集成温度传感器
电压输出型温度传感器 电流输出型温度传感器
逻辑输出型温度传感器
课程内容
1 . 集成温度传感器概念 2. 集成温度传感器分类 3. 集成温度传感器特性 4. 集成温度传感器工作原理
Байду номын сангаас
4. 集成温1度传感器工作原理
右图为集成温度传感器原理示意图。其中
VT1 、VT2为差分对管，由恒流源提供的电
流I1 、I2分别为VT1 、VT2的集电极电流，
则△Ube可用下式表示：
玻尔兹曼常数
绝对温度
Ube
kT q
ln
I1 I2
电子电荷量 1.6021892×10-19库仑
VT1和VT2发射极 面积之比
组成： 在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感器件、信号放大电 路、温度补偿电路、基准电源电路等在内的各个单元，它使传感器 和集成电路融为一体。
1. 集成温度传感器概念
特点： 其具有体积小、线性好、反应灵敏、价格低、抗干扰能力强等优
点，所以应用十分广泛。 由于PN结不能耐高温，所以集成温度传感器通常测量1 50℃以下
集成温度传感器原理示意图
4. 集成温1度传感器工作原理
只要I1/I2为恒定值，则△Ube与温 度T为单值线性函数关系。这就是集 成温度传感器的基本工作原理。
玻尔兹曼常数
绝对温度
Ube
kT q
ln
I1 I2
电子电荷量 1.6021892×10-19库仑
集成温度传感器
器、 热电偶 温度变送器有三个品种 ： 直流毫伏变送器 、 温度变送器和热电阻温度变送器。 温度变送器和热电阻温度变送器。 所谓变送器
将输入的直流毫伏信号及被测温度信号转换为4mA～20mA 将输入的直流毫伏信号及被测温度信号转换为4mA～20mA DC和IV～ VDC输出的统一信号的装置称为变送器 输出的统一信号的装置称为变送器。 DC 和 IV ～ 5VDC 输出的统一信号的装置称为变送器 。 这三种变 量程单元和 两个部分， 送器在线路结构上都分为量程单元 放大单元两个部分 送器在线路结构上都分为 量程单元 和 放大单元 两个部分 ， 其 中放大单元是通用的，量程单元随品种、测量范围而变。 中放大单元是通用的，量程单元随品种、测量范围而变。
集成温度传感器
一、所谓集成传感器
就是在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感器 就是在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感器 信号放大电路 温度补偿电路、 放大电路、 件、信号放大电路、温度补偿电路、基准电源电路等在内的 各个单元，它使传感器和集成电路融为一体。 各个单元，它使传感器和集成电路融为一体。 集成温度传感器按信号输出形式分为： 集成温度传感器按信号输出形式分为：电流型 、 电压型
二、优点 集成温度传感器与传统的热电阻、 集成温度传感器与传统的热电阻、热电偶 温度计相比最大的优点是： 温度计相比最大的优点是：线性度好 、灵敏 输出信号大， 度高 、输出信号大，且规范化标准化
集成温度传感器
三、AD590系列集成温度传感器 AD590 590系列集成温度传感器 AD590是电流型集成温度传感器 AD590是电流型集成温度传感器， 其输出电流与 590 是电流型集成温度传感器， 环境绝对温度成正比， 环境绝对温度成正比 ， 所以可以直接制成绝对温度 AD590 590有 等型号系列， 仪 。 AD590 有 I 、 J 、 K 、 L 、 M 等型号系列 ， 采用金属 管壳封装。 管壳封装。 电源+
将输入的直流毫伏信号及被测温度信号转换为4mA～20mA 将输入的直流毫伏信号及被测温度信号转换为4mA～20mA DC和IV～ VDC输出的统一信号的装置称为变送器 输出的统一信号的装置称为变送器。 DC 和 IV ～ 5VDC 输出的统一信号的装置称为变送器 。 这三种变 量程单元和 两个部分， 送器在线路结构上都分为量程单元 放大单元两个部分 送器在线路结构上都分为 量程单元 和 放大单元 两个部分 ， 其 中放大单元是通用的，量程单元随品种、测量范围而变。 中放大单元是通用的，量程单元随品种、测量范围而变。
集成温度传感器
一、所谓集成传感器
就是在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感器 就是在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感器 信号放大电路 温度补偿电路、 放大电路、 件、信号放大电路、温度补偿电路、基准电源电路等在内的 各个单元，它使传感器和集成电路融为一体。 各个单元，它使传感器和集成电路融为一体。 集成温度传感器按信号输出形式分为： 集成温度传感器按信号输出形式分为：电流型 、 电压型
二、优点 集成温度传感器与传统的热电阻、 集成温度传感器与传统的热电阻、热电偶 温度计相比最大的优点是： 温度计相比最大的优点是：线性度好 、灵敏 输出信号大， 度高 、输出信号大，且规范化标准化
集成温度传感器
三、AD590系列集成温度传感器 AD590 590系列集成温度传感器 AD590是电流型集成温度传感器 AD590是电流型集成温度传感器， 其输出电流与 590 是电流型集成温度传感器， 环境绝对温度成正比， 环境绝对温度成正比 ， 所以可以直接制成绝对温度 AD590 590有 等型号系列， 仪 。 AD590 有 I 、 J 、 K 、 L 、 M 等型号系列 ， 采用金属 管壳封装。 管壳封装。 电源+
智能化集成温度传感器原理与应用
智能化集成温度传感器原理与应用
智能化集成温度传感器是一种能够实时测量温度并将数据传输
到其他设备或系统的传感器。
它基于温度传感技术，通过特定的原
理和应用实现温度的检测与监控。
原理方面，智能化集成温度传感器通常采用热敏电阻、热电偶
或半导体温度传感器等技术。
其中，热敏电阻是最常见的一种，它
的电阻值随温度变化而变化。
热电偶则是由两种不同金属材料组成
的电偶，通过温差引起的电动势来测量温度。
半导体温度传感器则
利用半导体材料的电阻与温度之间的关系来测量温度。
应用方面，智能化集成温度传感器广泛应用于各个领域。
在工
业领域，它可以用于监测和控制生产过程中的温度，例如在化工、
冶金、电力等行业中的炉温监测、冷却系统控制等。
在家居领域，
智能化集成温度传感器可以用于室内温度的监测和调节，例如智能
恒温器、智能空调等。
此外，它还可以应用于医疗设备、环境监测、农业温室等领域。
总之，智能化集成温度传感器通过特定的原理和应用实现温度
的检测与监控，广泛应用于工业、家居以及其他领域，为各个行业提供温度数据支持和温控功能。
19 集成温度传感器分类与特性
分类：集成温度传感器按输出信号的不同可分为：模 拟式集成温度传感器、数字式集成温度传感器。
模拟式集成温度传感器又分为电流型 、 电压型
特点：集成温度传感器与传统的热电阻、热电偶温度计相 比最大的优点是：线性度好 、灵敏度高 、输出信号大，且 规范化标准化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
电流型集成温度传感器
电流型集成温度传感器——AD590系列
集成温度传感器分类与特性
梁长垠 教授
集成温度传感器分类与特性
1 集成温度传感器组成与分类
2
电流型集成温度传感器
3
电压型集成温度传感器
1 集成温度传感器组成与种类
定义：在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感 器件、信号放大电路、温度补偿电路、基准电源电路等在内 的各个单元，它使传感器和集成电路融为一体。
AN6701S是电压型集成温度传感器，其输出电压 U0和温度成正比。它采用塑料封装，外形如图所示。
3 电压型集成温度传感器
电压型集成温度传感器——LM35
LM35是电压型集成温度传感器，其输出电压与摄 氏温度成正比，无需校准，可以直接制成摄氏温度 测量仪。灵敏度为10mV/°C 。
THE EDN
AD590是电流型集成温度传感器，其输出电流与 环境绝对温度成正比，所以可以直接制成绝对温度 仪。AD590有I、J、K、L、M等型号系列，采用金属 管壳封装。 灵敏度1μA/°C
外形图
2
电流型集成温度传感器
采用集成温度传感器AD590构成的数字式温度计
3 电压型集成温度传感器 电压型集成温度传感器——AN6701S
模拟式集成温度传感器又分为电流型 、 电压型
特点：集成温度传感器与传统的热电阻、热电偶温度计相 比最大的优点是：线性度好 、灵敏度高 、输出信号大，且 规范化标准化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
电流型集成温度传感器
电流型集成温度传感器——AD590系列
集成温度传感器分类与特性
梁长垠 教授
集成温度传感器分类与特性
1 集成温度传感器组成与分类
2
电流型集成温度传感器
3
电压型集成温度传感器
1 集成温度传感器组成与种类
定义：在一块极小的半导体芯片上集成了包括温度敏感 器件、信号放大电路、温度补偿电路、基准电源电路等在内 的各个单元，它使传感器和集成电路融为一体。
AN6701S是电压型集成温度传感器，其输出电压 U0和温度成正比。它采用塑料封装，外形如图所示。
3 电压型集成温度传感器
电压型集成温度传感器——LM35
LM35是电压型集成温度传感器，其输出电压与摄 氏温度成正比，无需校准，可以直接制成摄氏温度 测量仪。灵敏度为10mV/°C 。
THE EDN
AD590是电流型集成温度传感器，其输出电流与 环境绝对温度成正比，所以可以直接制成绝对温度 仪。AD590有I、J、K、L、M等型号系列，采用金属 管壳封装。 灵敏度1μA/°C
外形图
2
电流型集成温度传感器
采用集成温度传感器AD590构成的数字式温度计
3 电压型集成温度传感器 电压型集成温度传感器——AN6701S
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一、IC温度传感器的分类 电压型IC温度传感器；电流型IC温度传感器， 数字输出型IC温度传感器。
电压型IC温度传感器是将温度传感器基准电压、缓冲放 大器集成在同一芯片上,制成一四端器件。因器件有放大 器；故输出电压高、线性输出为10mV／℃；另外,由于 其具有输出阻抗低的特性；抗干扰能力强，故不适合长 线传输。这类IC温度传感器特别适合于工业现场测量。
１、 DS1820的特性 单线接口：仅需一根口线与MCU连接；
无需外围元件；
由总线提供电源； 测温范围为-55℃～125℃，精度为0.5℃；
九位温度读数；
A/D变换时间为200ms； 用户可以任意设置温度上、下限报警值，且能够识别具体报警传感器。
2、 DS1820引脚及功能
第四节 IC温度传感器
设计原理：利用半导体PN结的电流电压与温度有关的特性。 优点：输出线性好、测量精度高, 传感驱动电路、信号处理电路等都与温度传感部分 集成在一起,因而封装后的组件体积非常小,使用方便,价格便宜,故在测温技术中越来越
得到广泛应用。 本节简要介绍IC温度传感器的类型、基本原理、主要特性及其应用等有关问题。
+5V
DS1820
89C51
DS1820
DS1820
P1.0 P1.1 P1.2
……
Tx
Rx
GND VDD
P1.1作输出口用，相当于Tx P1.2作输入口用，相当于Rx
采用寄生电容供电的温度检测系统
温度检测系统原理图如图所示，采用寄生电源供电 方式。为保证在有效的DS1820时钟周期内，提供足够的 电流，我们用一个MOSFET管和89C51的一个I/O口（P1.0） 来完成对DS1820总线的上拉。当DS1820处于写存储器操 作和温度A/D变换操作时，总线上必须有强的上拉，上 拉开启时间最大为10μs。采用寄生电源供电方式时VDD 必须接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必 须是三态的，为了操作方便我们用89C51的P1.1口作发 送口Tx，P1.2口作接收口Rx。通过试验我们发现此种方 法可挂接DS1820数十片，距离可达到５０米，而用一个 口时仅能挂接10片DS1820，距离仅为20米。同时，由于 读写在操作上是分开的，故不存在信号竞争问题。
二、IC温度传感器的测温原理
电流型IC温度传感器的测温原理，是基于晶体管的PN结随温度变化而产生漂移 现象研制的。众所周知，晶体管PN结的这种温漂，会给电路的调整带来极大的麻烦。 但是，利用PN结的温漂特性来测量温度，可研制成半导体温度传感元件。IC温度传 感器就是依据半导体的温漂特性，经过精心设计而制造出来的集成化线性较好的温 度传感器件。 利用电流I与Tk的正比关系，通过电流的变化来测量温度的大小。
0 －20 0 20 40 60 温度/ºC AN6701S的输入特性 80
（二）电流型温度传感器 1．伏安特性
工作电压：4V～30V，I 为一恒流值输出，I∝Tk，即 I = KT ·TK 1μA/℃ KT——标定因子，AD590的标定因子为
I/μA 423 298 218 0
+150℃ +25℃
-1/2
-25 -55
FFFFH
FFCEH FF92H
(2) 温度测量原理
DS1820测量温度时使用特有的温度测量技术，如图。
斜率累加器 预置
比较 计数器1
加1 温度寄存器 预置
低温度系数晶振
置位/ 清零
=0 高温度系数晶振 计数器2
停止
=0 温度测量电路
(3) 64位激光ROM
64位ROM的结构如下： 开始8位是产品类型的编号（DS1820为10H），接着是每个器件 的唯一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也 是多个DS1820可以采用一线进行通信的原因。主机操作ROM的命 令有五种，如表所列
图为DS1820的内部框图，它主要包括寄生电源、温 度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高 速暂存器（内含便笺式RAM），用于存储用户设定的温 度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗 余校验码（CRC）发生器等七部分。
64bit ROM 和单线 接口
存储器控制逻辑 存 储 器
（三）数字输出型IC温度传感器
美国 DALLAS 公司生产的单总线数字温度传感器 DS1820 ， 可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。 由于每片 DS1820 含有唯一的串行序列号，所以在一条 总线上可挂接任意多个 DS1820 芯片。从 DS1820 读出的 信息或写入 DS1820 的信息，仅需要一根口线（单总线 接口）。读写及温度变换功率来源于数据总线，总线 本身也可以向所挂接的 DS1820 供电，而无需额外电源。 DS1820 提供九位温度读数，构成多点温度检测系统而 无需任何外围硬件。
指 令
读ROM（33H） 匹配ROM（55H） 跳过ROM（CCH） 搜ROM（F0H） 报警搜索（ECH）
说 明
读DS1820的序列号 继读完64 位序列号的一个命令，用 于多个DS1820时定位 此命令执行后的存储器操作将针对 在线的所有DS1820 识别总线上各器件的编码，为操作 各器件作好准备 仅温度越限的器件对此命令作出响 应
DS1820采用了一种单线总线系统，即可用一根线连接 主从器件，DS1820作为从属器件，主控器件一般为微 处理器。单线总线仅由一根线组成，与总线相连的器 件应具有漏极开路或三态输出，以保证有足够负载能 力驱动该总线。DS1820的I/O端是开漏输出的，单线总 线要求加一只5kΩ左右的上拉电阻。
应特别注意：当总线上DS1820挂接得比较多时， 就要减小上拉电阻的阻值，否则总线拉不成高电平， 读出的数据全是0。在测试时，上拉电阻可以换成一个 电位器，通过调整电位器可以使读出的数据正确，当 总线上有8片DS1820时，电位器调到阻值为1.25kΩ时就 能读出正确数据，在实际应用时可根据具体的传感器 数量来选择合适的上拉电阻。
DS1820温度与数字量对应关系表 温度/℃ +125 +25 输出的二进制码 0000000011111010 0000000000110010 对应的十六进制码 00FAH 0032H 0001H 0000H
+1/2
0
0000000000000001 0000000000000000
1111111111111111 1111111111001110 1111111110010010
GND：地； VDD：电源电压 I/O：数据输入／输出脚(单线接口，可作寄生供电)
I/O
1 2 3 4
5
VDD NC NC NC
DS 1820
1 2 3
GND
NC NC
6
DS1820
7 8
GND I/O VDD
(a) PR—35封装
(b) SOIC封装
DS1820的管脚排列
3 、DS1820的工作原理
DS1820存贮控制命令 指 令 说 明
温度转换（44H）
启动在线DS1820做温度A/D转换
读数据（BEH）
写数据（4EH） 复制（48H） 读EERAM（B8H） 读电源供电方式（B4H）
从高速暂存器读9bits温度值和CRC值
将数据写入高速暂存器的第0和第1字节中 将高速暂存器中第2和第3字节复制到EERAM 将EERAM内容写入高速暂存器中第2和第3字 节 了解DS1820的供电方式
-55℃
4V
30V
U/V
AD590伏安特性曲线
2．温度特性
其 温度特性曲线函数是以 Tk 为变量的 n 阶多项式之和，
省略非线性项后则有:
I=KT· TcμA ＋。 273.2 Tc——摄氏温度；I 的单位为 可见，当温度为 0℃时，输出电流为 273.2μA 。在常 温25℃时，标定输出电流为298.2μA。
DS1820内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号 f0，高温度系数振荡器则将被测温度转换成频率信号f。 当计数门打开时，DS1820对f0计数，计数门开通时间由 高温度系数振荡器决定。芯片内部还有斜率累加器，可 对频率的非线性予以补偿。测量结果存入温度寄存器中。 一般情况下的温度值应为9位（符号点1位），但因符号 位扩展成高8位，故以16位补码形式读出，表3.4-1给出 了DS1820温度和数字量的对应关系。
温度传感器 高温触发器 低温触发器 8位CRC触发器
电 源 检 测
DS1820内部结构图
(1 ) 寄生电源 寄生电源由两个二极管和寄生电容组成。电源检测电路用于判定供电方式。寄生电源 供电时,电源端接地，器件从总线上获取电源。在I/O线呈低电平时，改由寄生电容上 的电压继续向器件供电。 寄生电源两个优点： 检测远程温度时无需本地电源； 缺少正常电源时也能读ROM。若采用外部电电路和与之相容的薄膜 工艺元件集成在一块芯片上,再通过激光修版微加工技术, 制造出性能优良的测温传感器。这种传感器的输出电流 正比于热力学温度，即1μA/K；其次，因电流型输出恒流， 所以传感器具有高输出阻抗。其值可达10MΩ。这为远距 离传输深井测温提供了一种新型器件。
三、IC温度传感器的主要特性
（一）电压输出型集成温度传感器 AN6701S是日本松下公司生产的电压输出型集成温度传 感器，它有四个引脚，三种连线方式：(a)正电源供电， (b)负电源供电，(c)输出极性颠倒。电阻RC用来调整25℃ 下的输出电压，使其等于5V，RC的阻值在3~30kΩ范围内 。这时灵敏度可达109~110mV/℃，在-10~80℃范围内基 本误差不±1℃。
DS1820单线通信功能是分时完成的，它有严格的时 隙概念。因此系统对DS1820的各种操作必须按协议进行。 DS1820工作工程中的协议：初始化、ROM操作命令、存 储器操作命令、处理数据。