测温精度±0.1℃，用户无需进行校准的超低功耗、单总线接口数字温度传感芯片 原创

数字式温度传感器通过集成敏感元件、信号处理电路及数字接口，利用半导体材料的温度特性实现温度测量，并输出数字信号供微处理器处理。其核心测温原理基于PTAT结构或CMOS半导体PN节特性，通过电压/电流与温度的线性关系或占空比调制技术转换为数字量。

核心结构与材料特性数字式温度传感器通常采用硅基半导体工艺制造，内部集成敏感元件、A/D转换单元、存储器及数字接口。其核心测温元件基于半导体材料的物理特性，如PTAT（与绝对温度成正比）结构或CMOS半导体PN节的带隙电压特性。

模拟信号生成：敏感元件将温度变化转换为微弱的电压或电流信号（如10mV/K或1μA/K）。A/D转换：内置的模数转换器将模拟信号转换为数字信号。部分传感器（如PTAT型）通过占空比比较器将输出调制成方波信号，占空比（DC）与温度的关系为：DC = 0.32 + 0.0047×t（t为摄氏度）。

数字输出与接口传感器直接输出数字信号（如单总线、I2C或SPI接口），兼容微处理器（MCU）。MCU通过高频采样计算方波占空比或读取寄存器值，即可获取温度数据。

工采网代理的MTS4X-OW是数字模拟混合信号温度传感芯片，较高测温精度±0.1℃，用户无需进行校准。温度芯片感温原理基于CMOS半导体PN节温度与带隙电压的特性关系，经过小信号放大、模数转换、数字校准补偿后，数字总线输出，具有精度高、一致性好、测温快、功耗低、可编程配置灵活、寿命长等优点。

芯片内置16-bit ADC，分辨率0.004°C，具有-103°C到+153°C的超宽工作范围。芯片有唯一64位ID序列号，出厂前经过100%的测试校准，根据温度误差特性进行校准系数的拟合，芯片内部自动进行补偿计算。为了简化系统应用，芯片的ID搜索、测温数据内存访问、功能配置等均基于数字单总线协议(One Wire，OW)指令，上位机微处理器只需一个GPIO端口便可进行读写访问。单总线通信接口是通过共用一根数据总线来实现多节点传感采集与组网的低成本方案，传输距离远、支持节点数多，便于空间分布式传感组网。较多可支持100个节点100至500米长的测温节点串联组网。

芯片内置非易失性E²PROM存储单元，用于保存芯片ID号、高低温报警阈值、温度校准修正值以及用户自定义信息，如传感器节点编号、位置信息等。

系统框图：

数字温度传感芯片 - MTS4-OW的特性：

‌测温精度‌：‌±0.1℃‌（在+28℃至+43℃范围内），整体范围可达‌±0.5℃‌

‌测温范围‌：‌-103°C至+153°C‌

‌分辨率‌：‌16位输出，分辨率0.004°C‌

‌工作电压‌：‌1.8V ~ 5.5V‌

‌功耗‌：

-待机电流：‌0.01 µA‌

-测量峰值电流：‌0.36 mA‌

-平均电流（AVG=8，1 次/秒）：‌2 µA‌

‌温度转换时间‌：可配置为‌15.3ms / 8.5ms / 5.2ms / 2.2ms‌

‌接口‌：‌单总线（One-Wire）协议‌，仅需一个GPIO即可通信

‌封装‌：‌DFN4L（1.6mm × 1.2mm × 0.55mm）‌

‌内置存储‌：‌112 bit E²PROM‌，用于存储用户信息（如节点编号、校准值等）

‌唯一ID‌：每个芯片有‌64位唯一序列号‌，支持多节点组网

‌自诊断功能‌：支持加热自检与芯片状态自诊断

温度传感芯片 - MTS4-OW的应用：

替代 PT100/PT1000 或 NTC 热敏电阻

电子体温计、动物体温检测

超低温冷链物流（-100℃ 以下仍可高精度测温）

智能穿戴设备、医疗电子

热表、气表、水表等工业计量

电力端子温度监控、板级温度管理