加州大学San Diego的电气工程师开发了一种温度传感器，仅在113微米的功率上运行 - 功率高于最新的功率，比瓦特小约10亿倍。这种近零功率温度传感器可以扩展可穿戴或可植入设备的电池寿命，该设备监控体温，智能家庭监控系统，物联网设备和环境监测系统。
研究人员说，这项技术还可以使一种新型设备成为可能，这种设备可以通过从身体或周围环境等低功率来源获取能量来供电。这本书发表于科学报告6月30日。
“Our vision is to make wearable devices that are so unobtrusive, so invisible that users are virtually unaware that they’re wearing their wearables, making them ‘unawearables.’ Our new near-zero-power technology could one day eliminate the need to ever change or recharge a battery,” said Patrick Mercier, an electrical engineering professor at UC San Diego Jacobs School of Engineering and the study’s senior author.
“我们正在建立具有如此低的电源要求的系统，他们可以在仅仅是一款小电池时可能运行多年的时间，”电气工程博士惠王说。Mercier的学生和该研究的第一个作者。
在加州大学圣地亚哥分校，Mercier的节能微系统实验室的主题是建造超低功耗、微型化的电子设备。Mercier还担任加州大学圣地亚哥分校可穿戴传感器中心的联合主任。他的团队的主要工作是提高集成电路各个部分的能源效率，以降低整个系统的电力需求。
一个例子是医疗保健器件或智能恒温器中的温度传感器。虽然最先进的温度传感器的功率要求已经减少到数十的纳米世界的低，但由Mercier的组开发的虽然米西尔群体仅在113型Picowatts上运行 - 较低的628倍。
减少权力
他们的新方法涉及两个领域的功率最小化:电流源和温度转换到数字读数。
研究人员使用所谓的“栅极泄漏”晶体管 - 晶体管的内容内置了超低功率电流源 - 电流泄漏通过电子屏障或栅极的晶体管。晶体管通常具有可以打开和关闭电子流的栅极。但随着现代晶体管的尺寸继续收缩，栅极材料变得如此薄，因此它不能再阻挡电子泄漏 - 一种称为量子隧穿效果的现象。
在微处理器或精密模拟电路等系统中，门漏被认为是一个问题。在这里，研究人员正在利用它——他们使用这些极小水平的电子流为电路供电。
“许多研究人员正试图摆脱漏电流，但我们正在利用它来构建超低功率电流源，”惠说。
利用这些电流源，研究人员开发了一种耗电更少的方法来数字化温度。这个过程通常需要让电流通过电阻——电阻随温度而变化——然后测量产生的电压，然后使用大功率模拟数字转换器将电压转换为相应的温度。
与此不同，研究人员开发了一种创新系统，直接将温度数字化，节省电力。他们的系统由两个超低功率电流源组成:一个在固定的时间内给电容器充电，而不考虑温度;另一个充电速率随温度变化——在较低的温度下充电慢，在较高的温度下充电快。
随着温度的变化，系统适应使温度相关的电流源电荷与固定电流源相同的时间。内置数字反馈回路通过将温度相关的电流源重新连接到不同尺寸的电容器来均衡充电时间 - 该电容的尺寸与实际温度成正比。例如，当温度下降时，温度相关的电流源将充电较慢，并且通过切换到较小的电容器来补偿反馈回路，该电容器决定特定的数字读数。
温度传感器集成到一个小芯片中，在区域内测量0.15×0.15平方毫米。研究人员表示，它在从负20c至40℃的温度下运行。它的性能与现有技术的性能相当相当。一个权衡是传感器的响应时间大约每秒一个温度更新，这比现有的温度传感器略微慢。然而，研究人员说，这种响应时间足以用于操作在人体中，在人体，房屋和其他环境中，温度不会迅速波动的环境。
接下来，该团队正在努力提高温度传感器的准确性。该团队还在优化设计，使其能够成功集成到商业设备中。
了下:M2M(机器对机器)
