智能溫控器的發(fā)展趨勢簡單介紹：
現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集控制(即溫控器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計算機技術(shù))。溫控器屬于信息技術(shù)的前沿**產(chǎn)品，尤其是溫控器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量日漸上升。近百年來，溫控器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段；(1)模擬、集成溫度控制器；(2)智能數(shù)碼溫控器。目前，國際上新型溫控器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。
１溫控器的產(chǎn)品分類
1.1模擬、集成溫度控制器
模擬溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有l(wèi)m56、ad22105和max6509。某些增強型集成溫度控制器(例如tc652/653)中還包含了a/d轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫控器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。
1.2智能溫控器
智能溫控器(亦稱數(shù)字溫控器)是在20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)(ate)的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫控器系列產(chǎn)品。智能溫控器內(nèi)部都包含溫度傳感器、a/d轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、控制器(cpu)、隨機存取存儲器(ram)和只讀存儲器(rom)。智能溫控器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(mcu)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試控制功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。
2智能溫控器發(fā)展的新趨勢
進入21世紀(jì)后，智能溫控器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及**性、開發(fā)虛擬溫控器和網(wǎng)絡(luò)溫控器、研制單片測溫控溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。
2.1提高測溫精度和分辨力
在20世紀(jì)90年代中期*早推出的智能溫控器，采用的是8位a/d轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達(dá)到2°c。目前，國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位a/d轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.5~0.0625°c。為了提高多通道智能溫控器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器。
2.2增加測試功能
新型智能溫控器的測試功能也在不斷增強。例如，采用ds1629型單線智能溫度傳感器增加了實時日歷時鐘（rtc），使其功能更加完善。ds1624還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的e2prom存儲器，可存儲用戶的短信息。另外，智能溫控器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。
智能溫控器都具有多種工作模式可供選擇，主要包括單次轉(zhuǎn)換模式、連續(xù)轉(zhuǎn)換模式、待機模式，有的還增加了低溫極限擴展模式，操作非常簡便。對某些智能溫控器而言，主機(外部微處理器或單片機)還可通過相應(yīng)的寄存器來設(shè)定其a/d轉(zhuǎn)換速率，分辨力及*大轉(zhuǎn)換時間。
2.3總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化
目前，智能溫控器的溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線(1-wire)總線、i2c總線、smbus總線和spi總線。采用的溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。
2.4可靠性及**性設(shè)計
傳統(tǒng)的a/d轉(zhuǎn)換器大多采用積分式或逐次比較式轉(zhuǎn)換技術(shù)，其噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差。新型智能溫控器普遍采用了高性能的σ－δ式a／ｄ轉(zhuǎn)換器，它能以很高的采樣速率和很低的采樣分辨力將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再利用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù)，來提高有效分辨力。σ－δ式a／d轉(zhuǎn)換器不僅能濾除量化噪聲，而且對外圍元件的精度要求低；由于采用了數(shù)字反饋方式，因此比較器的失調(diào)電壓及零點漂移都不會影響溫度的轉(zhuǎn)換精度。這種智能溫控器兼有抑制串模力強、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點。
為了避免在溫控系統(tǒng)受到噪聲干擾時產(chǎn)生誤動作，在ad7416/7417/7817、lm75／76、max6625／6626等智能溫度傳感器的內(nèi)部，都設(shè)置了一個可編程的“故障排隊(faultqueue)”計數(shù)器，專用于設(shè)定允許被測溫度值超過上、下限的次數(shù)。僅當(dāng)被測溫度連續(xù)超過上限或低于下限的次數(shù)達(dá)到或超過所設(shè)定的次數(shù)n(n=1~4)時，才能觸發(fā)中斷端。若故障次數(shù)不滿足上述條件或故障不是連續(xù)發(fā)生的，故障計數(shù)器就復(fù)位而不會觸發(fā)中斷端。這意味著假定n=3時，那么偶然受到一次或兩次噪聲干擾，都不會影響溫控系統(tǒng)的正常工作。
acpi(advancedconfigurationandpowerinterface，即“*配置與電源接口”)規(guī)范的溫控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有完善的過熱保護功能，可用來監(jiān)控筆記本電腦和服務(wù)器中cpu及主電路的溫度。微處理器*高可承受的工作溫度規(guī)定為th，臺式計算機一般為75°c，**筆記本電腦的專用cpu可達(dá)100°c。一旦cpu或主電路的溫度超出所設(shè)定的上、下，int端立即使主機產(chǎn)生中斷，再通過電源控制器發(fā)出信號，迅速將主電源關(guān)斷起到保護作用。此外，當(dāng)溫度超過cpu的極限溫度時，嚴(yán)重超鹵ň涑齠?t_crit_a)也能直接關(guān)斷主電源，并且該端還可通過獨立的硬件關(guān)斷電路來切斷主電源，以防主電源控制失靈。上述三重**性保護措施已成為國際上設(shè)計溫控系統(tǒng)的新觀念。
為防止因人體靜電放電(esd)而損壞芯片。一些智能溫控器還增加了esd保護電路，一般可承受1000~4000v的靜電放電電壓。通常是將人體等效于由100pf電容和1.2k歐姆電阻串聯(lián)而成的電路模型，當(dāng)人體放電時，tcn75型智能溫度傳感器的串行接口端、中斷／比較器信號輸出端和地址輸入端均可承受1000v的靜電放電電壓。lm83型智能溫度傳感器則可承受4000v木駁綬諾緄繆埂
*新開發(fā)的智能溫度傳感器(例如max6654、lm83)還增加了傳感器故障檢測功能，能自動檢測外部晶體管溫控器(亦稱遠(yuǎn)程傳感器)的開路或短路故障。max6654還具有選擇“寄生阻抗抵消”(parasiticresistancecancellation，英文縮寫為prc)模式，能抵消遠(yuǎn)程傳感器引線阻抗所引起的測溫誤差，即使引線阻抗達(dá)到100歐姆，也不會影響測量精度。遠(yuǎn)程傳感器引線可采用普通雙絞線或者帶屏蔽層的雙絞線。
2.5虛擬溫控器和網(wǎng)絡(luò)溫控器
(1)虛擬溫控器
虛擬溫控器是基于溫控器硬件和計算機平臺、并通過軟件開發(fā)而成的。利用軟件可完成溫控器的標(biāo)定及校準(zhǔn)，以實現(xiàn)*佳性能指標(biāo)。*近，美國ｂ＆ｋ公司已開發(fā)出一種基于軟件設(shè)置的teds型虛擬傳感器，其主要特點是每只傳感器都有**的產(chǎn)品序列號并且附帶一張軟盤，軟盤上存儲著對該傳感器進行標(biāo)定的有關(guān)數(shù)據(jù)。使用時，傳感器通過數(shù)據(jù)采集器接至計算機，首先從計算機輸入該傳感器的產(chǎn)品序列號，再從軟盤上讀出有關(guān)數(shù)據(jù)，然后自動完成對傳感器的檢查、傳感器參數(shù)的讀取、傳感器設(shè)置和記錄工作。
(2)網(wǎng)絡(luò)溫溫控器
網(wǎng)絡(luò)溫控器是包含數(shù)字傳感器、網(wǎng)絡(luò)接口和處理單元的新一代智能溫控器。它通過數(shù)字傳感器首先將被測溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再送給微控制器作數(shù)據(jù)處理。*后將測量結(jié)果傳輸給網(wǎng)絡(luò)，以便實現(xiàn)各傳感器之間、傳感器與執(zhí)行器之間、傳感器與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換及資源共享，在更換傳感器時無須進行標(biāo)定和校準(zhǔn)，可做到“即插即用(plug&play)”，這樣就極大地方便了用戶。
2.6單片測溫控制系統(tǒng)
單片系統(tǒng)(systemonchip)是21世紀(jì)一項產(chǎn)品。它是在芯片上集成一個系統(tǒng)或子系統(tǒng)，其集成度將高達(dá)108~109元件/片，這將給ic產(chǎn)業(yè)及ic應(yīng)用帶來劃時代的進步。半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(sia)對單片系統(tǒng)集成所作的預(yù)測見表1。目前，國際上一些有名的ic廠家已開始研制單片測溫系統(tǒng)，相信在不久的將來即可面市。