2.2 TI 高精度实验室 - 温度传感器：灵敏度和增益

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大家好，欢迎观看 有关灵敏度和增益的

TI 高精度实验室视频。

在本视频中，我们 将讨论灵敏度和

增益的定义及其与温度

检测的关系。

模拟温度传感器的 增益或敏感性用于

度量相对于 温度变化 dx 的

传感器输出变化 dy -- 温度变化通常是

1 摄氏度。

由于这两个术语可以 互换使用，因此我们

将在视频的后面 部分使用增益一词。

如果输出增益在整个 温度范围内不发生变化，

那么它可用于 通过公式 Vout 等于

mT 加 b 对温度 传感器的输出

电压进行线性化， 其中 m 是传感器的

增益，T 是当前 测量的温度，

b 是 0 摄氏度时 传感器的电压。

通过求解 T， 可以轻松地

将测量的 Vout 转换为温度。

在将模拟温度 传感器的 Vout

连接到 ADC 时， ADC 的电压

分辨率需要小于 传感器的增益。

可以使用以下 公式来计算

ADC 的电压 分辨率，Vref

等于 ADC 基准电压。

可以在 ADC 文档中 找到该参数。

例如，如果 ADC 基准电压为

2.5 伏，ADC 分辨率 为 12 位，那么可以

得出电压 分辨率为

0.6 毫伏/LSB。

现在我们了解了 ADC 的电压分辨率，

那么我们可以 通过查看温度

传感器的增益来确定 系统将如何运行。

使用前面示例 中的 ADC 电压分辨率

0.6 毫伏/LSB 和 温度传感器

8 毫伏/摄氏度的 增益，ADC 可以

解析每摄氏度 变化时传感器的

每个递增阶跃，

如图所示。

在该系统中，ADC 可以 使用温度传感器的

完整分辨率。

不需要任何修改。

在另一个系统 示例中，ADC 具有

相同的基准 电压 2.5 伏，

但分辨率仅为 8 位。

这会导致 电压分辨率为

9.7 毫伏/LSB。

在该系统中，无法 使用温度传感器的

完整分辨率，因为 ADC 无法检测出

每摄氏度的递增 输出电压变化，

如图所示。

这将导致系统 在温度大小方面

具有不确定性， 因为 ADC 电压

分辨率高于传感器增益。

现在，问题是， 如何解决该问题？

一种更正较高 ADC 电压分辨率的

方法是使用 运算放大器。

利用模拟温度 传感器，可以

通过使用放大器 来增大传感器的增益，

以对低于所需 增益或高于所需

ADC 电压分辨率的 情况进行补偿。

该解决方案的 最终结果应是

使传感器增益高于

测量其系统的电压

分辨率。

其他潜在解决方案

还包括使用其他具有 更高分辨率的传感器，

或使用具有 更高分辨率的 ADC。

谢谢观看。

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大家好，欢迎观看 有关灵敏度和增益的

TI 高精度实验室视频。

在本视频中，我们 将讨论灵敏度和

增益的定义及其与温度

检测的关系。

模拟温度传感器的 增益或敏感性用于

度量相对于 温度变化 dx 的

传感器输出变化 dy -- 温度变化通常是

1 摄氏度。

由于这两个术语可以 互换使用，因此我们

将在视频的后面 部分使用增益一词。

如果输出增益在整个 温度范围内不发生变化，

那么它可用于 通过公式 Vout 等于

mT 加 b 对温度 传感器的输出

电压进行线性化， 其中 m 是传感器的

增益，T 是当前 测量的温度，

b 是 0 摄氏度时 传感器的电压。

通过求解 T， 可以轻松地

将测量的 Vout 转换为温度。

在将模拟温度 传感器的 Vout

连接到 ADC 时， ADC 的电压

分辨率需要小于 传感器的增益。

可以使用以下 公式来计算

ADC 的电压 分辨率，Vref

等于 ADC 基准电压。

可以在 ADC 文档中 找到该参数。

例如，如果 ADC 基准电压为

2.5 伏，ADC 分辨率 为 12 位，那么可以

得出电压 分辨率为

0.6 毫伏/LSB。

现在我们了解了 ADC 的电压分辨率，

那么我们可以 通过查看温度

传感器的增益来确定 系统将如何运行。

使用前面示例 中的 ADC 电压分辨率

0.6 毫伏/LSB 和 温度传感器

8 毫伏/摄氏度的 增益，ADC 可以

解析每摄氏度 变化时传感器的

每个递增阶跃，

如图所示。

在该系统中，ADC 可以 使用温度传感器的

完整分辨率。

不需要任何修改。

在另一个系统 示例中，ADC 具有

相同的基准 电压 2.5 伏，

但分辨率仅为 8 位。

这会导致 电压分辨率为

9.7 毫伏/LSB。

在该系统中，无法 使用温度传感器的

完整分辨率，因为 ADC 无法检测出

每摄氏度的递增 输出电压变化，

如图所示。

这将导致系统 在温度大小方面

具有不确定性， 因为 ADC 电压

分辨率高于传感器增益。

现在，问题是， 如何解决该问题？

一种更正较高 ADC 电压分辨率的

方法是使用 运算放大器。

利用模拟温度 传感器，可以

通过使用放大器 来增大传感器的增益，

以对低于所需 增益或高于所需

ADC 电压分辨率的 情况进行补偿。

该解决方案的 最终结果应是

使传感器增益高于

测量其系统的电压

分辨率。

其他潜在解决方案

还包括使用其他具有 更高分辨率的传感器，

或使用具有 更高分辨率的 ADC。

谢谢观看。