续航能力超强的温度传感器
时间:02-17 11:10 阅读:543次
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简介:在众多传感器中,温度传感器是应用最为广泛的传感器之一,是一种通过利用某种物质的性质随温度变化的规律,将温度转化为电量的传感器。目前,在架设好的网络结构中,常见的温度传感器节点因储电能力弱、使用寿命短而对网络带来的影响,都是不可避免的。
在众多传感器中,温度传感器是应用最为广泛的传感器之一,是一种通过利用某种物质的性质随温度变化的规律,将温度转化为电量的传感器。目前,在架设好的网络结构中,常见的温度传感器节点因储电能力弱、使用寿命短而对网络带来的影响,都是不可避免的。
文中所述新型温度传感器,资料图
针对续航这一问题,目前,美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种新型温度传感器,该温度传感器能以很小的功率——113皮瓦,就可以正常运行。这一功率比现有的技术低628倍,比1w小约100亿倍。也就是说,这种损耗近“零功率”的传感器可以仅凭少量的电能而维持许多年。
据了解,关于该传感器的研究报告目前刊登在最新一期的《科学报告》杂志中。研究团队从两个方面来降低该温度传感器的功耗。第一个是动力来源。
研究人员使用的“栅极泄露”晶体管,资料图
研究人员使用的是传统的“栅极泄露”晶体管,据了解,晶体管一般具有栅极,栅极可以阻止电路中的电子流,如果令栅极体积变小,则其阻挡电子流的能力就会降低,从而造成“栅极泄漏”,而泄漏的电子就是传感器的动力来源。从这个方向出发,研究团队开始构建超低功率的电流源。
此外,研究人员还通过将传感器温度转换为读数的方式,来降低功耗,其功耗比目前最先进的温度传感器低628倍。通常,模/数转化的过程是:电流通过电阻,可变电阻随温度变化,然后测电阻电压,最后将电压转换为相应的温度。
该温度传感器的低功耗特性,非常适适用于可穿戴设备和家庭监控系统。资料图
而在此系统中,研究人员利用电容充放电过程的变化来测量电压变化,最终将其转化为温度的变化。此处选用的电容器的尺寸与实际温度成正比,如当温度下降时,依赖于温度的电流源充电速度将减慢,反馈使电容器大小降低。
据悉,温度在华氏-4至104度时,该传感器能耗达到最低。而这种特性非常适用于可穿戴设备和家庭监控系统。不过,研究人员也表示,这款温度传感器同样具有缺点,比如它的数据读取速度不会太快,对于那些温度变化较快的物体,该传感器会出现延迟从而造成数据不准确,针对这点,研究人员将来会努力改进,提高该传感器的准确性。