集成型溫度傳感器散熱難題解決方案

　　隨著電子系統(tǒng)越來越朝著多功能、更高性能和更小封裝的趨勢(shì)發(fā)展，系統(tǒng)散熱問題日漸成為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中必須考慮的因素。系統(tǒng)過熱會(huì)降低性能，損壞元件或產(chǎn)生安全隱患。為跟蹤并降低系統(tǒng)散熱而引發(fā)的問題，通常需要監(jiān)控兩個(gè)參數(shù)：持續(xù)溫度測(cè)量和過熱警報(bào)。

　　用于進(jìn)行持續(xù)溫度測(cè)量和過熱警報(bào)指示的傳統(tǒng)分離元件電路在傳感器元件中使用熱敏電阻器(熱敏電阻)，通常采用負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。隨著溫度的升高，NTC熱敏電阻的電阻值降低。

　　處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于采集溫度模擬電壓(VteMP)。當(dāng)溫度超出臨界值時(shí)，數(shù)字比較器的輸出端會(huì)驅(qū)動(dòng)處理器的輸入端進(jìn)行提示。

　　電壓分頻器直接衍生模擬溫度信號(hào)，作為熱敏電阻溫度模擬信號(hào)的電壓電平。RBIAS電阻器能夠設(shè)置電路增益，并使熱敏電阻保持在允許的功率內(nèi)工作，從而最大限度地減小溫度導(dǎo)致的電阻誤差。過熱警報(bào)通過將熱敏電阻的輸出端與比較器的輸入端相連接而產(chǎn)生。參考電壓與比較器的另一輸入端相連，以設(shè)置比較器輸出端被激活的電壓值(過熱電平)。通過采用磁滯反饋回路用于避免比較器在VTEMP等于VREF時(shí)來回快速開關(guān)。但是分立熱敏電阻解決方案會(huì)存在許多設(shè)計(jì)問題。而LM57集成模擬溫度傳感器和溫度開關(guān)能夠解決這些設(shè)計(jì)問題，并提高系統(tǒng)的性能。

　　NTC電路的另一個(gè)誤差源是VTRIP的誤差。最大程度降低這一誤差的一種途徑是使用高精度參考端。但是，比較器的輸入端會(huì)收集到來自參考端的噪聲。比較器的跳脫點(diǎn)會(huì)隨著噪聲產(chǎn)生的信號(hào)電平的變化而不同。LM57采用一種專利技術(shù)從而解決了這個(gè)問題。用戶可以通過選擇兩個(gè)電阻器RSENSE1和RSENSE2的值設(shè)置VTRIP的值。LM57使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器確定跳脫電壓范圍。只要感應(yīng)線路中電壓在指定范圍內(nèi)，跳脫溫度就不會(huì)產(chǎn)生變化。這表示LM57感應(yīng)輸入不會(huì)受到輸入端適量噪聲的影響。這還意味著只要電阻器的容差在1%或更低，各電阻器的跳脫點(diǎn)就不會(huì)變化。

　　在傳感器測(cè)量中獲得最大的精確度需要注意量化噪聲誤差，這是由模擬信號(hào)向二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的誤差。模擬信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化，得出的是一個(gè)接近實(shí)際測(cè)得模擬值的數(shù)字值。數(shù)字測(cè)量的最小增量(LSB)是將模數(shù)轉(zhuǎn)換器參考電壓除以模數(shù)轉(zhuǎn)換器的可數(shù)代碼數(shù)得出的電壓。例如，使用2.56V參考電壓的8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的LSB值為2.56V÷28=10mV。測(cè)得的模擬值和數(shù)字值之間的任何差值將稱為轉(zhuǎn)換中的誤差，這被稱為轉(zhuǎn)換噪聲或轉(zhuǎn)換誤差。例如，如果嘗試采集1.384V信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)數(shù)字化獲得接近10mV的值，假設(shè)達(dá)到1.380V，則采樣值具有4mV的轉(zhuǎn)換噪聲值。

　　那么，此噪聲在溫度誤差中意味著什么?答案取決于傳感器輸出的增益。傳感器的增益幅度越大，就越少受到噪聲的影響——傳感器增益越高，量化噪聲產(chǎn)生的誤差越小。

　　由于采取單一封裝，體積小，從而節(jié)省了板空間和生產(chǎn)成本，并提高了質(zhì)量。如果在分立解決方案中結(jié)合多個(gè)元件將占用更大板空間，因?yàn)楦髟g需要保持最小間距。設(shè)計(jì)每增加一個(gè)新元件，在電路中放置該元件的成本就累加到產(chǎn)品成本中。每個(gè)附加元件都需要增加一個(gè)設(shè)備和兩個(gè)或更多連線，因此在設(shè)計(jì)中需要考慮更多的問題。

　　目前自控閥門市場(chǎng)首要存在諸多問題，首先，有的經(jīng)營(yíng)者圖便宜，買著無廠無名的閥門，打上著名廠家的銘牌及合格證，對(duì)正規(guī)閥門企業(yè)的名譽(yù)造成極大損害。

　　其次，缺乏創(chuàng)新閥門，有些經(jīng)營(yíng)者經(jīng)過對(duì)廢舊閥門簡(jiǎn)單除銹后油漆二次出售，給工程質(zhì)量帶來極大的安全隱患。透過對(duì)自控閥門市場(chǎng)的剖析不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)自控閥門產(chǎn)品市場(chǎng)有著廣泛的發(fā)展前景，但必須經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)市場(chǎng)秩序和嚴(yán)厲的處罰，消除惡性競(jìng)爭(zhēng)，在這里呼吁廣大同業(yè)者提高良知和期待政府加大質(zhì)量監(jiān)管力度。

　　2013年秋天，新的國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)班子肯定會(huì)拿出一攬子改革計(jì)劃，相信隨著世界經(jīng)濟(jì)回暖潮流，自控閥門產(chǎn)品的進(jìn)出口也將有所見長(zhǎng)。但由于在高端技術(shù)上與國(guó)外的費(fèi)希爾，羅托克等著名廠商相比仍存在較大差距，缺少專業(yè)人才已成為制約我國(guó)自控閥門產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，這勢(shì)必會(huì)影響我國(guó)自控閥門產(chǎn)業(yè)的世界競(jìng)爭(zhēng)力。在未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，產(chǎn)品技術(shù)將成為制約我國(guó)自控閥門產(chǎn)品發(fā)展的又一個(gè)瓶頸。

　　從總體來說，我國(guó)閥門市場(chǎng)價(jià)格比較平穩(wěn)，每年雖然略有升降，但幅度都很小。從華北閥門市場(chǎng)看，就發(fā)現(xiàn)了許多企業(yè)為贏利以次充好，嚴(yán)重的擾亂了閥門市場(chǎng)。

　　閥門市場(chǎng)主要存在的問題為：一、部分經(jīng)營(yíng)者購(gòu)買無廠名廠址的閥門，打印知名廠家的名牌及合格證，對(duì)合格閥門企業(yè)的聲譽(yù)造成嚴(yán)重危害。二、翻新閥門，部分經(jīng)營(yíng)者通過對(duì)廢舊閥門重新油漆后第二次銷售，給工程質(zhì)量帶來嚴(yán)重的安全隱患。

　　各種液壓控制閥的規(guī)格型號(hào)，可以系統(tǒng)的最高壓力和通過閥的實(shí)際流量(從工況圖和系統(tǒng)圖查得)為依據(jù)并考慮閥的控制特性、穩(wěn)定性及油口尺寸、外形尺寸、安裝連接方式、操縱方式等，從產(chǎn)品樣本或型錄中選取。金澤液壓生產(chǎn)的液壓系統(tǒng)中配套各類液壓控制閥選擇注意事項(xiàng)如下：

　　1、液壓閥的實(shí)際流量

　　液壓閥的實(shí)際流量與油路的串、并聯(lián)有關(guān)：串聯(lián)油路各處流量相等；同時(shí)工作的并聯(lián)油路的流量等于各條油路流量之和。此外，對(duì)于采用單活塞桿液壓缸的系統(tǒng)，要注意活塞外伸和內(nèi)縮時(shí)的回油流量的不同：內(nèi)縮時(shí)無桿腔回油與外伸時(shí)有桿腔回油的流量之比，與兩腔面積之比相等。

　　2、液壓閥的額定壓力和額定流量

　　各液壓控制閥的額定壓力和額定流量一般應(yīng)與其使用壓力和流量相接近。對(duì)于可靠性要求較高的系統(tǒng)，閥的額定壓力應(yīng)高出其使用壓力較多。如果額定壓力和額定流量小于使用壓力和流量，則易引起液壓卡緊和液壓動(dòng)力并對(duì)閥的工作品質(zhì)產(chǎn)生不良影響；對(duì)于系統(tǒng)中的順序閥和減壓閥，其通過流量不應(yīng)遠(yuǎn)小于額定流量，否則易產(chǎn)生振動(dòng)或其他不穩(wěn)定現(xiàn)象。對(duì)于流量閥，應(yīng)注意其最小穩(wěn)定流量。

　　3、液壓閥的安裝連接方式

　　由于閥的安裝連接方式對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)的液壓裝置的結(jié)構(gòu)型式有決定性的影響，所以選擇液壓閥時(shí)應(yīng)對(duì)液壓控制裝置的集成方式做到心中有數(shù)。例如采用板式連接液壓閥，因閥可以裝在油路板或油路塊上，一方面便于系統(tǒng)集成化和液壓裝置設(shè)計(jì)合理化，另一方面更換液壓閥時(shí)不需拆卸油管，安裝維護(hù)較為方便；如果采用疊加閥，則需根據(jù)壓力和流量研究疊加閥的系列型譜進(jìn)行選型，等等。

　　4、方向控制閥的選用

　　對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的普通單向閥，主要應(yīng)注意其開啟壓力的合理選用：較低的開啟壓力，可以減小液流經(jīng)過單向閥的阻力損失；但是，對(duì)于作背壓閥使用的單向閥，其開啟壓力較高，以保證足夠的背壓力。對(duì)于液控單向閥，除了本款換向閥中相關(guān)的注意事項(xiàng)外，為避免引起系統(tǒng)的異常振動(dòng)和噪音，還應(yīng)注意合理選用其泄壓方式：當(dāng)液控單向閥的出口存在背壓時(shí)，宜選用外泄式，其他情況可選內(nèi)泄式。

　　對(duì)于換向閥，應(yīng)注意從滿足系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化和運(yùn)行周期的要求出發(fā)，從手動(dòng)、機(jī)械、電磁、電液動(dòng)等型式中合理選用其操縱式。正確選用滑閥式換向閥的中位機(jī)能并把握其過渡準(zhǔn)狀態(tài)機(jī)能。對(duì)于采用液壓鎖(雙液控單向閥)鎖緊液壓執(zhí)行器的系統(tǒng)，應(yīng)選用“H”、“Y”形中位機(jī)能的滑閥式換向閥，以使換向閥中位時(shí)，兩個(gè)液控單向閥的控制腔均通油箱，保證液壓控單向閥可靠復(fù)位和液壓執(zhí)行器的良好鎖緊狀態(tài)。所選用的滑閥式換向閥的中位機(jī)能在換向過渡位置，不應(yīng)出現(xiàn)油路完全堵死情況，否則將導(dǎo)致系統(tǒng)瞬間壓力無窮大并引起管道爆破等事故。