AT32温度传感器应用指南

2万 · 2022-1-26 22:49

文档说明
“AT32温度传感器应用指南”说明AT32芯片上温应传感器的使用需知和特性评估测试方法，并提供测试数据供使用者设计参考。

支持型号
AT32F403xx
AT32F403Axx
AT32F407xx
AT32F413xx
AT32F415xx

目录
1 简介.........................3
2 使用需知..................3
3 特性评估测试方法....4
4 测试数据..................4
5 版本历史..................5

1 简介
AT32单片机芯片内含温度传感器，它产生一个随温度线性变化的电压，在内部被连接到ADC1_IN16的输入通道上，用于将传感器的输出转换到数字数值。
2 使用需知
使用者可在数据手册内找到温度传感器的各项特性规格，以AT32F403为例，规格如下：

只要遵守以下公式，即可求得目前温度传感器量测出的温度。
温度(°C) = {(V25 – VSENSE) / Avg_Slope} + 25
这里：
V25 = VSENSE在25 °C时的数值
Avg_Slope ＝温度与VSENSE曲线的平均斜率(单位为mV/°C)
其中VSENSE为温度传感器经由ADC转换出的电压换算成mV，再依照上述公式，只要将V25带入典型值1260 mV，Avg_Slope带入-4.23 mV/°C即可求得。下图即为套用典型值计算出的温度与传感器输出电压(VSENSE)的特性曲线。

应用此温度传感器需注意因生产过程的变化，每个芯片的温度传感器V25具有相对大的偏移，以上表所述最小值与最大值来看有最多200 mV的误差。若以Avg_Slope典型值来换算相当于47.2 oC。因此内部温度传感器更适合于检测温度的变化，而不是测量绝对的温度。如果需要测量精确的温度，应该使用一个外置的温度传感器。
3 特性评估测试方法
温度传感器的特性评估是在特殊设计的量测环境下进行的。每次进行温度传感器特性评估都会任意挑选10颗芯片焊在专属特性测试的板子上，并送进高低温箱内进行全部操作电压和操作温度的测试。专属测试板上特别使用ADT7410精准温度传感器作为量测参考源。它具有0.5 °C准确度、高分辨率特性，是适合作为特性评估AT32芯片上温度传感器的器件。
量测时首先设定高低温箱到AT32芯片操作温度最低温，待温度到达且稳定后再命令温箱以极慢速度缓缓升温。此时开始约以1 °C为量测间隔，同时多次采样ADT7410和AT32芯片温度传感器的结果，将其各自采出值作平均后上传至上位机记录，再待温度上升1 °C重复以上采样动作，直到温度上升到达AT32芯片操作温度最高温，测试即停止。上位机收集到所有温度下的数值后即存档并后续进行Avg_Slope和V25的估算，以及线性度TL的分析。
4 测试数据
AT32温度传感器在各操作电压与温度下10颗芯片的实测特性结果如下图所示，可以看出Avg_Slope在各条件下各芯片几乎一致，但细部分析各芯片V25参数之间具有相对较大的差异，这是造成AT32温度传感器量测与实际温度徧差的主要原因。以实测结果计算V25最大差异可达约为11.58 oC，但考虑整体设计仿真，数据手册必须给出更大的徧差值以作为特性数据的保证。综合以上特性考量，建议AT32芯片内部温度传感器使用作为检测温度变化是较为合适的应用方法。