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新型温度传感器:功耗几乎为零!

2017-07-28 [责任编辑:wenwei]
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【导读】最近,美国加州大学圣迭戈分校的电气工程师开发了一款温度传感器,其功率只有113皮瓦,不足1瓦特100亿分之一。未来,这款几乎零功耗的温度传感器有望应用于可穿戴设备、植入式设备、智能家居监控设备、物联网设备和环境监测设备等产品。
 
新型温度传感器:功耗几乎为零!
新型温度传感器:功耗几乎为零!
(图片来源:David Baillot/加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院)
 
Mercier也是加州大学圣迭戈分校可穿戴传感器实验室的联合主任。他的节能微系统实验室位于加州大学圣迭戈分校,其主题就是构建这种超低功耗、小型化的电子设备。他的研究小组的工作重点主要是提高整个集成电路中单个部分的能源效率,从而降低整个系统的功耗。然而,一个很好的案例便是这种用于医疗设备或者智能恒温设备的温度传感器。
 
这项研究的论文于6月30日发表在《科学报告》杂志上。
 
技术
 
新型温度传感器:功耗几乎为零!
(图片来源:David Baillot/加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院)
 
新型温度传感器:功耗几乎为零!
 
流通过电阻,电阻的阻值随温度发生变化,然后测量产生的电路,再使用高功率模数转换器,将这个电压转化成相关的温度。
 
研究人员采用一种新工艺取代了传统工艺,他们开发出了一种创新系统直接数字化温度并且节省功耗。他们的系统由两个超低功耗的电流源组成:一个在固定时间内为电容充电,而不考虑温度;另外一个随着温度变化进行充电,温度越慢则速度越慢,温度越高则速度越快。
 
随着温度变化,系统也在调整,让依赖于温度的电流源和固定电流源的充电时间相同。内置的数字反馈回路,通过将依赖温度的电流源重新连接于不同尺寸的电容(电容的尺寸和实际的温度直接成正比。),均衡充电时间。例如,当温度下降时,依赖温度的电流源充电变慢,反馈回路通过切换至更小的电容进行补偿,这个电容决定了特殊的数字读数。
 
温度传感器集成到一个小型芯片中,其面积只有 0.15 × 0.15 平方毫米。它的工作温度范围是:零下20摄氏度到40摄氏度。
 
研究人员称,即使是接近零功率,它的性能完全可以与目前最先进的技术相比。然而,这种传感器的响应时间是约为每秒钟一次温度更新,这一点比现有的温度传感器要慢。可是研究人员称,这种响应时间足以满足人体、家居和其他环境设备的需求,这些设备测量的温度不会迅速波动。
 
价值
 
新型温度传感器:功耗几乎为零!
(图片来源:David Baillot/加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院)
 
新型温度传感器:功耗几乎为零!
 
未来
 
下一步,团队将致力于提高温度传感器的精准度,也将优化它的设计,使其可以成功集成到商用设备中
 
 
 
 
 
 
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关键字:新型温度传感器 功耗 可穿戴 
本文链接:http://www.cntronics.com/sensor-art/80032775
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