有許多不同類型的溫度傳感器。但是一種類型的設(shè)備專門用于處理冷鏈管理的精度和可伸縮性。

食品和藥品供應(yīng)鏈中的最大挑戰(zhàn)之一是保存易腐爛物品。因此，重要的是在運(yùn)輸過(guò)程中將這些物品（即食品和藥品）保持良好的冷藏狀態(tài)，以確保食品的新鮮度和藥品的功效。

簡(jiǎn)化食品分配顯示了冷鏈中的挑戰(zhàn)。圖片由研華提供

這對(duì)監(jiān)控冷鏈制冷系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)成了很大的限制，我們先前在有關(guān)冷鏈監(jiān)控的文章中對(duì)此進(jìn)行了討論。低至2攝氏度的差異足以損壞所需的商品，使它們毫無(wú)用處。

在這個(gè)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)工程師面臨著創(chuàng)建可在很小的誤差范圍內(nèi)測(cè)量和控制溫度的系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。無(wú)疑，這導(dǎo)致了冷鏈中高精度溫度傳感器的發(fā)展。

溫度傳感器的類型

溫度傳感器有很多種類（模擬和數(shù)字形式），考慮到所需的應(yīng)用，所有這些都具有一定的優(yōu)勢(shì)。

熱電偶是由兩種不同金屬組成的模擬溫度傳感器。給定這些異種金屬之間的溫差，會(huì)在設(shè)備上產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓可用于推斷溫度。熱電偶價(jià)格便宜，功耗低，但靈敏度不高且不表現(xiàn)出線性響應(yīng)，因此需要大量的線性化算法才能發(fā)揮作用。

熱敏電阻是模擬溫度傳感器，其顯示的電阻變化與溫度變化成比例。這些傳感器反應(yīng)迅速且高度靈敏，但需要大量功率。因?yàn)樗鼈兪欠蔷�性的，所以它們還需要一個(gè)查找表才能運(yùn)行。

熱電偶的工作原理。圖片由Omega Engineering提供

邏輯輸出溫度傳感器是數(shù)字溫度傳感器，當(dāng)檢測(cè)到的溫度超過(guò)某個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，該邏輯驅(qū)動(dòng)邏輯高電平。它們?cè)诘蜏叵绿峁┝朔浅＞�確的感測(cè)功能，通常用于代替系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)。

串行輸出溫度傳感器是數(shù)字溫度傳感器，以極低的功率提供高靈敏度。通常通過(guò)I2C或SPI通信在微處理器和串行輸出溫度傳感器之間建立通信。

冷鏈溫度傳感器

長(zhǎng)期以來(lái)，簡(jiǎn)單的模擬傳感器一直是冷鏈管理中的常見(jiàn)選擇。但是，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的今天進(jìn)步，集成溫度傳感器被認(rèn)為是此類溫度敏感應(yīng)用的最佳選擇。

串行輸出溫度傳感器可以說(shuō)是最適合冷鏈設(shè)計(jì)嚴(yán)格要求的傳感器。通常，這些類型的溫度傳感器可提供低至0.5°C的精度和小于250μA的低工作電流。

菊花鏈?zhǔn)綔囟葌鞲衅�。圖片由德州儀器（TI）提供

溫度感測(cè)IC有益的另一個(gè)地方是開(kāi)發(fā)人員追求經(jīng)濟(jì)高效的可擴(kuò)展性時(shí)。例如，由于所有這些測(cè)量都使用多個(gè)MCU，因此在多個(gè)位置（例如在冰箱或冷藏柜中）感測(cè)溫度可能變得昂貴。

使用共享總線，設(shè)計(jì)人員可以使用共享線路的數(shù)字溫度傳感器來(lái)解決可擴(kuò)展性，這使它們可以在I2C或SPI等芯片中進(jìn)行帶內(nèi)尋址。

Maxim Integrated的新型溫度傳感器

作為最近專為冷鏈設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度傳感器的一個(gè)例子，Maxim Integrated發(fā)布 了MAX31889和MAX31825，旨在提高精度，功耗和可擴(kuò)展性。MAX31889是為獨(dú)立的溫度檢測(cè)而設(shè)計(jì)的，是一款數(shù)字溫度傳感器，具有出色的精度和功耗。

這些規(guī)格支持這些要求，在-20°C至+ 105°C范圍內(nèi)具有±0.25°C的精度，測(cè)量期間的工作電流為68μA，待機(jī)電流為0.55μA。

MAX31825應(yīng)用實(shí)例。圖片由Maxim Integrated提供

對(duì)于可擴(kuò)展性解決方案，MAX31825數(shù)字溫度傳感器每條總線最多支持64個(gè)器件，從而大大降低了復(fù)雜性，并降低了對(duì)多個(gè)MCU的需求。它還提供了一些固體規(guī)格，例如0°C至+ 70°C的精度為±1°C。

冷鏈管理中的精確事項(xiàng)

隨著這些新型溫度傳感器IC的發(fā)布，Maxim解決了冷鏈設(shè)計(jì)中的上述一些難題。這些IC和其他類似的集成溫度傳感器IC為設(shè)計(jì)人員提供了可擴(kuò)展和精確解決方案的有用選擇。 

在沒(méi)有放緩跡象的情況下，未來(lái)冷鏈將需要更多類似的解決方案，以確保我們食品的質(zhì)量和藥品的可靠性。