介绍

Maxim集成利用其独特的制造能力，提供精度高达±0.5°C的工厂校准数字温度传感器。这种精度水平对于许多应用来说是足够的;然而，一些科学和工业应用需要更高的精度。

本应用笔记介绍了一种技术，该技术可以使用户通过补偿器件误差特性的偏移和曲率，将基于带隙的数字温度传感器的精度提高10倍。该方法是成功的，由于简单的二阶误差曲线和输出的可重复的性质超过温度的带隙传感器。

请注意，本文中介绍的技术可以应用于任何具有带隙热电路的IC温度传感器。这种技术不适用于Maxim的老式热集成电路，它具有基于双振荡器的热测量电路。

误差补偿

为了说明带隙传感器固有的二阶误差曲线，在导热液浴中对DS1631 IC在-35°C至+85°C的温度范围内进行了表征，并记录了其相对于NIST可追溯铂电阻温度检测器(RTD)的热误差，间隔为5°C。扫描的结果如图1所示(
= DS1631浴槽测量值)。

如图1所示的误差特性构成了一条二阶曲线，可以用下式表示:

错误= OFFSET +α(t (ts) - t (zero_slope))(2)

其中T(TS)为温度传感器(本例中为DS1631)测量的温度，α为曲率修正系数，T(ZERO_SLOPE)为误差曲线斜率为零的温度，OFFSET为T(ZERO_SLOPE)处的误差。

在确定了α、OFFSET和T(ZERO_SLOPE)的值之后，因此公式1与温度传感器的输出误差曲线非常接近，用户可以计算任意温度下的近似测量误差，然后通过从测量温度中减去计算值来补偿误差。因此，补偿温度为:

T(COMP) = T(TS) - Error = T(TS) - [OFFSET +。α(t (ts) - t (zero_slope))(2)]

为了使用该技术获得最佳结果，每个温度传感器应在所需的温度范围内进行表征，以确定特定设备的最佳拟合计算误差曲线。

例子

本例使用DS1631来说明上述补偿技术。表1列出了DS1631测量的值以及相对于实际环境温度的测量误差。通过检查图1，可以估计T(ZERO_SLOPE)为15°C, OFFSET约为-0.23°C，其中α = 1.28 x 10-4与测量误差曲线非常接近(见图1)。表1中的补偿温度显示了将测量温度代入方程2的结果。补偿温度相对于环境温度的误差，如表1和图2，比原始测量误差低10倍。

注意，可能需要多次迭代才能得到T(ZERO_SLOPE)、OFFSET和α的值，这些值可以提供最佳的拟合曲线。一旦对T(ZERO_SLOPE)和OFFSET进行了初始估计，就可以用可用的数学或电子表格软件计算α。