在现在工业生产、食品生产、医药生产中有很多场合需要对生产环境温度、湿度、压力等等模拟量进行精确的控制和记录，以便产品质量的控制和跟踪管理。这些场景中，很多时
候传统的测量设备，没办法跟踪处理。
举几个例子：番茄酱生产过程中温度和风味相关，如果生产温度控制不好，那么批次间的
口味可能会有很大的差异，那么需要一种能装到番茄酱包装瓶或塑胶袋内的设备。医药生
产中的灭菌要求121℃，温度不够灭菌不充分，温度超了药品可能质量有问题，这时需要
一种能测量设备，它能随药品在不锈钢的生产罐中一起前行。这些都涉及到极端环境下，
测量电路的设计。
一般的芯片、元器件的工作温度范围低温线有 -40℃ -20℃ 0℃，高温线有 70℃ 85℃ 105℃
125℃ 150℃。
如果我们要设计一个能在环境温度-80℃~150℃正常工作，且能提供高精度测量的产品。
需要考虑什么呢？
系统的构成：
这样的一个测量系统一定包括下面几个部分：电源、主控、数据存储、采样、通信。
理想情况当然是找到器件手册中明确标明能在-80~150工作的芯片或元器件。
但找到这个温度范围的器件是非常困难的。这个时候就会面临器件超限使用的问题，
需要评估风险，以及通过设计来降低风险。
相对来说低温的问题比价好解决。一般-40度的元件在-80度下也能正常工作，我的经验
是低温更多考验的是生产制造的工艺，而不是元器件。元器件在高温下工作，通常基于
可靠性都会要求降额，在这个例子中，考虑更多的是能长时间稳定工作（几年），而不
是要求设备平均无故障15年。
电池电源：
业界有针对不同环境使用的电池，高温表现优秀的电池可以长时间在150度下稳定供电。
可以找到标称3.6V电压，150度的AA电池。
需要考量电池的放电曲线、温度电压曲线。
放电曲线-电流和寿命的关系。如果要保证系统能长时间工作，比如单颗AA电池1分钟间隔
采样1年就需要根据这个曲线，仔细计算系统的允许的工耗限。
温度电压曲线-化学电池的输出电压和负载电流、环境温度相关。温度在0下时，低温会导致
输出电压的下降。所以最低温度下的输出电压会影响芯片的选择。如果芯片最低工作电压太
高，可能整个系统在某个低温以下无法运行。
为系统成本，可以使用电池电源直接给数字电路部分供电。
电源芯片LDO：
为实现高精度的模拟测量，电源必须干净。可以选择1款超低低静态电流、有EN功能的LDO，
为系统的测量电路提供稳定电源。
这里需要关注的点：工作电流、静态工作电流、工作温度范围、最高结温、PSRR
典型的0.1uA静态电流的LDO，可能工作上限只有125度。结温150度。超限使用了，怎么办？
考虑只在需要采样时，给模拟电路供电。其他时间关闭LDO。
这里需要注意的是：关闭模拟电源，主控和模拟芯片的接口IO在硬件设计，软件设计中需要
考虑到。比如将对应的IO口转变为输入接口，高阻状态。避免电流从数字信号线反灌到模拟芯
片中。
主控：
选型考虑：低功耗、宽工作电压范围（例如1.8~3.6V）、最高工作温度、结温、外设等
在这种场景中，不考虑ARM芯片。而是要考虑各种8位单片机。实际上是可以找到150度的单片机的
125度的8位低功耗单片机也可以找的到。设计主要考虑频率-电流关系。考虑采样周期内的软件运行
周期，外设。考虑休眠唤醒、不同工作状态运行频率的切换。
数据存储：
常用的数据存储芯片种类中，能在高温下稳定工作的E2PROM，
如果找到的上限还是125度，但是结温满足的，可以参靠上面模拟电源的处理方式。
FLASH、FRAM等其他存储芯片的可靠性不如E2PROM
采样
以温度测量为例，收集高温ADC型号，至少要满足150度结温1个指标。
业内最好的有TI ADC公司的产品。假设16bit的adc可以实现-80~150度范围内和标准温度
偏差在+/-0.1以内，最小分辨率0.01℃ 的温度采集。
需要关注芯片的温度、功耗、分辨率、温度特性等等。
可以使用精度高的铂电阻在稳定温度场内校准实现。
铂电阻的0℃标准阻值选择和系统设计允许的功耗相关。
通信
多种通信方式选择其中1个：无线通信、红外通信、有线比如485 或232或其他形式的通信
关注的点：通信芯片可唤醒，自动关闭。或者也可以程序控制高温关闭，常温打开
低功耗、通信速率的选择。
实际上85度的芯片，如果在高于85度通过程序关闭电源，检测恢复到85度以下，再打开芯片电源
对系统整个功能是没有任何影戏的。
晶振
电池系统，不考虑有源。使用表面贴装的32.768KHZ 晶体。
关注参数：工作温度范围 封装形式 温度特性 频率稳定性
参考电阻：
主要是给ADC采集铂电阻提供参考，这个电阻才是至关紧要的。
可以选择超高精度 超高温度稳定性的电阻。比如vishay的VSMP系列
+/-0.01%精度 +/-2ppmTCR
其他要求较低的场合也可以考虑低一级的高精度金属膜国产电阻-比如风华高科的
一般电阻、电容选择：
尽可能少用、必须使用的场合下，要满足厂商元件降额。尺寸要小。
同时要减少在上下拉电阻上的功率消耗
PCB
使用高温性能优于高TgFR4的板材。避免使用大于4层的PCB设计，最好是2层完成设计。
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