续航能力超强的温度传感器

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。