CMOS溫度傳感器校準算法設計與實現*

摘要：理想CMOS溫度傳感器輸出隨溫度變化曲線具有嚴格線性關系，實際上由于制造工藝隨溫度變化等非理想因素的影響，輸出隨溫度變化呈非線性關系。結合低成本的要求，在高精度的應用中需對傳感器進行數字校準，使校準后輸出量隨溫度變化具有線性關系。通過對未校準之前CMOS溫度傳感器隨溫度變化的函數關系構造校準函數是算法的核心。通過分析精度指標、數據運算量及系統資源等因素，采取添加中值濾波和均值濾波處理原始數據的分段擬合校準方法，并在運算量的約束下得出了最優的分段值。經實際測試校準后CMOS溫度傳感器精度提高了0.3℃，在-20℃~120℃工業溫度范圍內精度達到 0.35℃。

關鍵詞：CMOS溫度傳感器；中值濾波；均值濾波；分段擬合校準

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.4.004

*基金項目：1.國家高技術研究發展計劃（863計劃）（課題編號：2011AA040102）

2 .手持移動數字電視多模多頻射頻芯片及系統設計（課題編號：2009ZX01031-002-008-002）

曲線時，在整個測溫范圍內簡單認為溫度傳感器輸出為一條直線就很難實現溫度計的高精度。但在某一區間段上可近似認為是一段直線。設計的CMOS溫度傳感器測溫范圍為-20℃ ~ 120℃，為實現在整個范圍內實現高精度要求，選取了5個測溫點，在每相鄰的兩點間可近似用一條直線來代替，兼顧了大批量校準要求測溫點數少，又保證了輸出高精度。整個溫度范圍內校準測試誤差結果如圖4所示。