01 DS18B20
把 DS18B20 放在第一位的主要原因是它太常用了，以至於我一想到溫度傳感器，首先在腦海裡閃過的就是它。它幾乎是很多電子工程師一入門就會接觸的溫度傳感器。當然它這麼流行是有一定原因的，下面就聽我慢慢道來。
DS18B20 是美國 Dallas 公司推出的一款溫度傳感器。對於 Dallas 公司大家應該不會感到陌生，這家公司推出了很多明星產品，包括 DS18B20、DS12C887、DS1302 以及我們的矩陣 LED 時鐘裡面用的 DS3231 高精度 RTC 時鐘芯片等。大家在搜尋這些芯片的 datasheet 時會發現，上面除了 Dallas 標志外還有 Maxim 標志，因為它在 2001 年被美信收購了，現在是美信的全資子公司。
DS18B20 可以說是優點多多，體積小巧，測溫範圍廣 -55℃~+125℃，精度在 -10℃~+85℃可以達到±0.5℃，解析度可以設定到 12-bit，以及接線簡單無需外圍電路等等。魚和熊掌不可兼得，單總線接線簡單，但是其工作起來的時序卻很複雜，信號傳輸只在微妙之間，稍有不慎（例如延時函數的使用不夠恰當）就可能導致整個傳感器的工作時序混亂。因此，在寫 DS18B20 的控制程序時一定要弄清工作時序並使用合適的延時函數。之前我在一些跑了 RTOS 的低功耗系統中使用它就給軟體工作增加了難度，這也導致我後來與之漸行漸遠，用其他方案替代了它。
02 熱敏電阻與熱電偶
把熱敏電阻和熱電偶放在一起並不是說它們是一種東西，它們是不同的兩種器件，放到一起是因為他們使用上有些類似，都需要加一些測溫電路才能工作。熱敏電阻顧名思義，是隨著溫度變化其阻值會發生相應變化的一類元器件。按照溫度系數不同分為正溫度系數熱敏電阻器（PTC）和負溫度系數熱敏電阻器（NTC）。PTC 溫度越高阻值越高，NTC 溫度升高阻值降低。優點是價格便宜，我之前在一些需要控制成本恰巧又有 ADC 的項目中就會使用它。但是如果項目中沒有空餘的 ADC 或是根本沒有 ADC，需要再單獨為它加一片 ADC 的時候，其實就不太劃算了。
熱電偶的測溫原理是利用導體的熱電效應，簡單的說就是不同的兩種導體或半導體兩端焊接在一起，形成一個閉環，當兩個點之間存在溫差時，就會產生熱電動勢，環路中有熱電流流動。熱電勢隨溫度的升高而增大。熱電勢與導體材料有關，與兩點溫度有關，當材料固定不變，熱電勢就與溫度有固定的函數關系。利用這個函數關系，就可以測出溫度了。選擇不同的材料就有不同的測溫範圍。優點是測量範圍廣，常用的熱電偶從 -50~+1600℃均可連續測量, 某些特殊熱電偶較低可測到 -269℃(如金鐵鎳鉻), 較高可達 +2800℃(如鎢 – 錸)。
熱敏電阻和熱電偶有一個同樣的缺點就是需要額外的測量電路，這就比我們上面提到的 DS18B20 和後面要提到的這些集成式傳感器要麻煩一些，而且精度一般，如果要實現高精度就需要加一些校準以及補償，會增加一些成本。
03 TMP112
上面我在說 DS18B20 的時候提到其時序複雜，後來替換了它，替換它的就是 TMP112。這是德州儀器公司推出的一款數字溫度傳感器，接口為 I 2C。測溫範圍 -55°C~+150℃，精度在 0°C 至 +65°C 範圍內為 0.5°C（最大值）。是熱敏電阻很好的替代品。這款溫度傳感器還有一個特別吸引人的優點就是它的功耗，這也是我在項目裡面使用它的一個很重要的原因，我那會所做的大多是低功耗項目，兩節電池工作一兩年的那種，所以它 10uA 的工作電流和 1uA 的關斷電流就很有吸引力了，完全不需要再加外部開關控制，就可以實現低功耗。
但是隨著時間的推移我又將它放棄而使用了新的溫度傳感器，放棄它的主要原因是它的封裝。它只有一種封裝，SOT563，尺寸為 1.6mm*1.2mm，實在是太小了，焊接麻煩，於是我換掉了它，這回又是哪個片子呢？
04 LMT84 和 TMP235
LMT84 和 TMP235 也是德州儀器推出的溫度傳感器，與上面的 TMP112 數字式溫度傳感器不同的是它倆都屬於糢擬式溫度傳感器。這兩個中我最先使用的是 LMT84，當時是用在了石油探測傳感器上面，石油鑽井探測傳感器與普通傳感器最大的不同就是環境溫度，地下上千米，溫度極高，最低指標也得要求耐溫到 150°C，這時儀器裡面的溫度傳感器就尤為重要了，是其他傳感器進行溫度補償的基礎。我選擇 LMT84 也是冒著一定風險的，在高溫實驗箱裡面做了大量實驗，最後確定其確實可以耐溫到 150°C 穩定工作，短時間到 175°C 也沒有出現問題。TMP235 就是後來的事情了，是我在無意中瀏覽 TI 官網時發現的，然後就立刻到得捷電子下單。選擇它的原因是精度比 LMT84 要高一些 (TMP235A2 ±0.5°C)，而價格卻相差無幾。在最近的一些項目中我都使用的它。
當年做的測試板
我熱衷於 TI 的這類糢擬式溫度傳感器的最主要原因是使用簡單方便。它們比我上面提到的幾種都要簡單，只要系統中有 ADC 就可以直接來使用它們了，軟體上無需複雜的校準程序，兩三個公式全部搞定。硬件上也是只需要加一阻一容來濾個波就可以了。
05 AD590
AD590 是美國 ANALOG DEVICES 公司的單片集成兩端感溫電流源，其輸出電流與絕對溫度成比例。在 4V 至 30V 電源電壓範圍內，該器件可充當一個高阻抗、恆流調節器，調節系數為 1 µA/K(註意是開爾文)。
對於 AD590 一個很大的優點就是穩定，這是一個被廣泛用於石油探測等環境惡劣領域的溫度傳感器，使用上較我上面提到的兩款傳感器是要麻煩一些的。它的溫度測量範圍很廣，官方標稱 -55℃~+150℃，實際使用上我做過大量實驗，它確實是可以穩定工作到 175℃（同時搭配其他耐高溫器件），這也是為甚麼這些高溫場合選擇它的原因。這裡貼出我使用它的電路。
06 總結
由於文章篇幅的原因我就介紹到這裡，其實還有很多優秀的溫度傳感器我沒有介紹到，大家可以在留言區補充，這樣大家一起學習一起進步。選擇溫度傳感產品也許看似小事一樁，但由於可用的產品多種多樣，選擇到一款價格符合預算、功能符合要求、設計簡單方便的傳感器就是顯得不那麼容易了。