微型溫度傳感器晶體RKTV206直徑僅為2毫米，可實(shí)現(xiàn)高分辨率的溫度精確測(cè)量。它是一種特殊設(shè)計(jì)的音叉晶體，共振頻率在32 kHz至36 kHz范圍內(nèi)，溫度系數(shù)約為‐51.8 ppm/K @ 25°C。與參考晶體RKOV206相結(jié)合，通過(guò)使用外差原理，總溫度系數(shù)可以增加> 50倍。

RKTV206的主要特點(diǎn)有:

-寬工作溫度范圍- 50°C至+180°C(標(biāo)準(zhǔn))，可選高達(dá)+ 320°C

-高分辨率低至µK范圍

-由于熱質(zhì)量低，時(shí)間常數(shù)短

-高抗沖擊和抗振動(dòng)性

-微縮尺寸(直徑2毫米)

典型的應(yīng)用有:

-精密電子溫度計(jì)

-溫度-頻率(T/f)轉(zhuǎn)換器

優(yōu)于其他溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)是，它允許將溫度直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)(頻率)，可以由微控制器直接處理。

RKTV206采用圓柱形金屬包裝，直徑為2毫米，長(zhǎng)度為6毫米。封裝采用高溫焊料密封(標(biāo)準(zhǔn))。對(duì)于高溫選項(xiàng)，采用激光焊接。

溫度傳感器晶體RKTV206頻率溫度特性

溫度傳感器晶體RKTV206顯示諧振頻率對(duì)溫度T的單調(diào)響應(yīng)，如下圖(藍(lán)點(diǎn)和虛線)所示。

它可以用這個(gè)方程近似表示：fT (T) ? f 0 ? a1 ?(T ?T0) ? a2 ?(T ?T0 ) 2

fT = crystal frequency at temperature T (in °C) 

f0 = crystal frequency at reference temperature T0,  here 32720 Hz 

T0 = reference temperature T0 = 0°C

a1 = (‐1.76±0.1) Hz/K 

a2 = (‐0.00310±0.0001) Hz/K2   

為了在寬溫度范圍內(nèi)獲得更高的精度，建議使用三階多項(xiàng)式近似:fT (T) ? f 0 ? a1 ?(T ?T0) ? a2 ?(T ?T0 ) 2 ? a3 ?(T ?T0 ) 3

參考晶體RKOV206是一種音叉晶體，其頻率對(duì)溫度的依賴性很小。f(T)響應(yīng)如上圖虛線所示。它可以用方程來(lái)描述：fref (T) ? f 0 ref ? a2 ?(T ?T0 ) 2

fref = crystal frequency at temperature T (in °C) 

f0ref = crystal frequency at reference temperature T0, here 33225 Hz

T0 = reference temperature T0 = (25±5)°C 

a2 = (‐0.00120±0.0001) Hz/K2  

如果參考晶體RKOV206與傳感器晶體RKTV206結(jié)合使用，則兩種晶體成對(duì)使用，頻率差約為550 Hz @ 25°C。

                                                RKTV和RKOV之間拍頻的溫度系數(shù)

這兩個(gè)晶體可以在一個(gè)合適的振蕩器電路中單獨(dú)操作。有兩種推薦的電路，“皮爾斯”振蕩器與一個(gè)邏輯逆變器門(mén)，和Heegner電路，它使用兩個(gè)串聯(lián)的邏輯逆變器。

Pierce oscillator circuit 基本電路如下圖所示

需要電阻RGK來(lái)線性化逆變器柵極的傳輸特性。對(duì)于HCMOS邏輯門(mén)，其典型值約為1 ~ 10 M。需要串聯(lián)電阻RV來(lái)保護(hù)晶體免受過(guò)大的晶體電流過(guò)載，這可能導(dǎo)致晶體的永久性損壞。取值范圍為47k ~ 470k。由于該電阻器會(huì)降低環(huán)路增益，因此必須仔細(xì)選擇。CX1和CX2電容的工作范圍為4.7 pF ~ 10pf。晶體端子和振蕩器電路之間的線路必須短(幾厘米)，對(duì)地和兩線之間的電容必須低。

雙逆變器(Heegner)電路

該電路基本上由串聯(lián)的兩個(gè)邏輯逆變器門(mén)組成，晶體插在第二逆變器的輸出到第一逆變器的輸入之間。這種電路允許用比皮爾斯振蕩器稍長(zhǎng)的引線連接晶體。

在下圖的實(shí)際電路中，插入了額外的元件，以避免過(guò)載或損壞石英晶體和雜散振蕩。

                                                                              雙逆變器(Heegner)振蕩器電路

二極管D1和D2是肖特基型，如BAS40‐04或類(lèi)似的。

其他組件的建議值為：

RF1 = RF2 = 300 k?      R1 = 5.1 k?          C1 = 10 pF             C2 = 470 pF

這些值僅供參考，可能需要根據(jù)所使用的邏輯門(mén)進(jìn)行修改。

外差(混頻)電路

為了產(chǎn)生拍頻，RKTV和RKOV振蕩器的輸出信號(hào)必須連接到混頻器上。輸出必須用角頻率約為2 ~ 3khz的合適低通濾波器濾波。

如下圖所示，混合可以通過(guò)使用四極NAND集成電路的數(shù)字混頻器來(lái)完成。

原理圖中顯示的R1 - C1低通僅是象征性的，可能無(wú)法提供足夠的濾波。或者，混合可以由微控制器中的軟件直接執(zhí)行。