3.3 互换性

大家好，欢迎观看有关可互换性的 TI 高精度实验室视频。 在本视频中，我们将讨论可互换性的 定义及其与温度检测之间的关系。 我们还将说明在找到真正可互换传感器时 应考虑的一些设计注意事项。 在简单的定义中，可互换性是指我们 有两个类似的组件，并且这两个 组件可以可靠地互换，对总体系统 没有任何影响。 在开始进行讨论时，让我们首先看看 可互换性为何很重要。 在医疗设备和热量计等某些 应用中，您需要能够交换传感器 或探头，以避免损坏或符合 行业可靠性标准。 在这种情况下，必须避免对传感器 进行重新计算或重新编程。 在其他情况下，具有长寿命的 产品需要有多个供应商。 可交换性的主要考虑事项 是机械规格，如封装尺寸 和引脚配置；电气规格，如电源或接口； 以及软件兼容性，具有兼容的机械 和电气规格并不保证 软件兼容性。 在维护或增强系统的可靠性时，所有这些 注意事项都很重要。 每个温度传感器制造商都会在 数据表中提供相应的规格。 不过，必须注意的是，数据表中所述的 这些规格可能因供应商而异。 这尤其使轻松地互换不同供应商 提供的传感器变得几乎不可能， 除非它们符合用于明确定义传感器 规格的公共标准。 可互换器件一个很好的常见示例 是 Wi-Fi 器件。 它们是真正通用的，与制造商无关，因为 它们符合同一个标准。 我们现在将查看一些示例并讨论 可互换性在温度检测 应用中的应用方式。 如果两个温度传感器是可互换的， 那么在系统中进行交换之后， 系统性能不会改变，甚至在极端条件下也是如此。 此外，应该无需重新校准系统。 让我们以行业标准温度传感器 为例。 第一步是查看机械兼容性。 在这里，我们比较行业标准 LM75B 和更新一些的TMP1075，以讨论可互换性。 指示功能的引脚是类似的。 更深入地查看功能， 我们可以看到相似性。 不过，请注意，TMP1075 上的电源 电压经过了扩展，还支持低至 1.7 伏。 在这种情况下，根据目前的评估， LM75 可以与TMP1075 互换。 不过，如果您的设计在低于 3 伏的电源 电压下使用 TMP1075，那么它无法与 LM75 互换。 在进行该初步评估之后， 让我们更深入地查看机械规格 -- 更具体而言，封装。 两个数据表包含封装图。 正如您看到的，机械规格是 相同的，可以提供理想的封装兼容性。 同一个器件还可以采用小得多的 封装。 不过，从机械角度而言， 它是不可互换的。 如果有机会重新设计板， 则系统可以从进一步的尺寸优化中获益。 现在，让我们更深入地查看 可互换性的电气规格。 多个温度传感器可能看起来是相似的。 不过，这不意味着这些传感器实际上是相似的。 这主要是因为就指定电气规格而言， 每个供应商都具有其自己的 内部标准。 与之相关的一个典型示例是最小值和最大值。 某些供应商可能也通过设计仿真 来保证这些规格，而其他供应商 可能具有详细的全面测试数据和特性。 此外，最小和最大分布限值可能 有所不同，从而可能导致比数据表中所述的 限值更宽的限值范围。 让我们再次看看我们的行业标准 温度传感器。 我们可以看到LM75B 在负 55 摄氏度与 125 摄氏度之间具有三摄氏度的 精度。 TMP1075 在相同的工作范围内可以提供 更高的精度。 现在，基于负 40摄氏度至 110 摄氏度的 LM75 工作范围，让我们 来考虑原始应用。 通过互换TMP1075，系统 现在可以从2 度的精度受益。 这不仅表明器件在精度规格方面 是可互换的，而且表明实现 更高精度的额外好处，即提高系统 性能。 还必须注意，此处提到了 典型精度规格。 在本例中，典型值是 在 25 摄氏度的环境温度下 测量的。 电源电压为 3.3 伏。 仅凭该规格不足以作出 设计决定。 某些供应商仅提到典型值， 而其他供应商单独提到最小值或最大值。 某些供应商同时指定这两者。 通过机械规格评估，我们能够 确定组件是否可以交换。 通过更深入地分析主要电气规格， 可以评估系统是否会按预期 继续工作。 如果应确定两个传感器 是否真正可互换，那么最后一步是 评估这两个传感器是否 软件兼容。 在该示例中，鉴于我们已考虑数字 温度传感器，我们必须检查 寄存器组是否相同。 对于 LM75B，配置寄存器为八位， 而 TMP1075 具有16 位配置寄存器， 并支持通过I2C 接口进行 单字节读取。 由于此功能，该器件支持软件兼容性。 如果还未实现此功能， 那么可能需要重新编写软件。 对于实现可互换性而言， 非常重要的一点是，不要牺牲系统的 可靠性。 正如我们最初讨论的，在医疗 或热量计探头等 应用中，有时需要更换传感器。 传感器性能在各个装置之间是可重复的，这一点 也很重要。 并非所有规格表 都包含该电气规格。 在这里，您可以看到一个测量 一致性示例，它最终可以实现应用的 可靠性。 感谢您观看有关温度检测可互换性的