新闻中心

EEPW首页 > 物联网与传感器 > 设计应用 > CMOS温度传感器校准算法设计与实现

CMOS温度传感器校准算法设计与实现

作者:刘宇飞,杨涛,梁蓓,阎跃鹏时间:2012-04-23来源:电子产品世界

  摘要:理想温度输出随温度变化曲线具有严格线性关系,实际上由于制造工艺随温度变化等非理想因素的影响,输出随温度变化呈非线性关系。结合低成本的要求,在高精度的应用中需对进行数字校准,使校准后输出量随温度变化具有线性关系。通过对未校准之前温度随温度变化的函数关系构造校准函数是算法的核心。通过分析精度指标、数据运算量及系统资源等因素,采取添加中值滤波和均值滤波处理原始数据的分段拟合校准方法,并在运算量的约束下得出了最优的分段值。经实际测试校准后温度精度提高了0.3℃,在-20℃~120℃工业温度范围内精度达到 0.35℃。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/131652.htm

  引言

  温度在日常生产、生活和科学实验中是一个非常重要的测试物理量。对温度的测量,早期主要是采用模拟,如热敏电阻、铂电阻等,但这些难以集成。为了实现大规模集成,CMOS温度越来越被重视。CMOS温度是基于衬底寄生的PNP晶体管的特性而形成的温度传感电路,以其良好的线性度、功耗低、易实现大规模集成等特点,拥有广泛的应用前景。

  本文针对一款自行设计的低功耗CMOS温度,根据实际工业应用场景对精度的更高要求,提出了一种高精度的校准算法。该算法通过对CMOS温度的数字输出值进行中值滤波和均值滤波,再对滤波结果进行分段拟合数据处理。最终测试结果表明,该算法提高了CMOS温度计的精度,达到了 0.35℃,满足事先预期的 0.5℃的目标。

  CMOS温度的测温原理与实现方案

  CMOS温度总体结构

  CMOS温度是以基于CMOS纵向寄生的双极型晶体管作为核心感温器件。通过双极型晶体管可以产生一个与温度成正比的PTAT电压和一个不随温度变化的基准电压 ,将这两个信号作为两路信号输入到ADC中进行转换,即可以实现温度的数字显示,如图1所示。根据预定的温度计精度目标要求,确定ADC输出为12位,采用并行输出方式,供片外数字采集校准。  

晶体管相关文章:晶体管工作原理


晶体管相关文章:晶体管原理


关键词: 传感器 CMOS 201204

评论

技术专区

关闭