「近乎零損耗」的溫度感測器或使智能穿戴設備不再更換電池變為可能

近日，加州大學聖迭戈分校的科學家研製出一種新型「近乎零損耗」的溫度感測器，僅需113皮瓦（百億分之一瓦）的功率就可以運作。這意味著，新型溫度感測器僅需要少量的電能就可以正常運行。該研究結果刊登在《科學報告》期刊上。

工程師相信該感測器可以增強可穿戴設備、植入裝置以及其他環境監測技術的能效。新型感測器促使此類設備從儀器本身和周圍環境創造的能源中專門提取電能。

聖迭戈分校雅各布工程學院電子工程學教授、該研究的主要負責人帕特里克·梅西埃說：「我們希望可穿戴設備能夠變得不引人注意，讓人們都意識不到佩戴了這些設備。終有一天這項新技術可以使我們不再需要更換電池。」

新型感測器的功率比現在能效最高的利用溫度監控技術的感測器（如醫療植入設備和智能自動調溫器）低628倍。研究員還表示，許多研究人員都試圖解決柵漏電流的問題，而該研究卻利用柵漏電流構造了一種超低能耗電流源晶體管。

研究人員開發出一種低耗電量的轉化方式。電阻器對溫度做出反應，電阻電壓受到影響。最後會將電壓轉化為相應的溫度值。新型感測器利用兩個低耗電量的電流，其中一個與溫度同步，另一個與時間同步。電子反饋迴路通過改變對溫度敏感的電流電容器大小，確保兩種電流同步流動。隨著溫度下降，電流速度會變慢。因此，反饋迴路使電容器大小降低，來確保電流的同步性。這一電容器的改變會把溫度變化記錄在一個小型晶元上。

考慮到綜合能效問題，新型感測器的響應速率只能每秒一次更新溫度，這比現有的溫度感測器稍慢。不過對於可穿戴設備、智能家居等對變化速度要求不高的場合，該響應時間是足夠的。

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