LM35温度传感器应用及特性

2011-05-25 13:44:29来源: 互联网

      LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。由于它采用内部补偿,所以输出可以从0℃开始。该器件采用塑料封装TO992,工作电压4~30V,所以乍一看来,它似乎是无需校准的LM335。
  
在上述电压范围以内,芯片从电源吸收的电流几乎是不变的(约50μA),所以芯片自身几乎没有散热的问题。这么小的电流也使得该芯片在某些应用中特别适合,比如在电池供电的场合中,输出可以由第三个引脚取出,根本无需校准。
  
目前,已有两种型号的LM35可以提供使用。LM35DZ输出为0℃~100℃,而LM35CZ输出可覆盖-40℃~110℃,且精度更高,两种芯片的精度都比LM335高,不过价格也稍高。
  
在最简单的应用中,LM35可以按图1那样连接,仅仅为它提供一组直流电源,比如PP3电池电源,再加上一个用作显示的DVM(数字电压表)即可工作。传感器甚至可以安装到“探针”之中,将DVM扩展为电子式直读温度计,用来测散热片的温度。
  
在使用单一电源时,LM35的一个缺点是无法指示低至零度的温度。据称利用LM35可测出20mV的电压,这一值相当于2℃(一些情况下甚至可测出0~2mV的电压!),但要指示零度或更低的温度时,最好还是再提供一个负电源和一只下拉电阻。
  
一种实现了这一目标的“简单型温度计”电路示于图2,电阻R1和R2对电源电压分压,取得电压参考值,这一电压通过IC1缓冲,其输出用作LM35和表头的“地”。
  
电阻R3用作下拉电阻。输出低于零伏时,这一电阻值大约是每伏20kΩ,本例只需低于1V,所以电阻用18kΩ。这可使LM35覆盖0℃~100℃(LM35DZ)或-40℃~110℃(LM35CZ)。
  
LM35的负载为容性时,输出有产生振荡的可能,所以往往需要在负载上串接电阻避免振荡的发生,这就是图2中R4的功能,其阻值1kΩ就足够了。这一简单的线路可以用来得到一个经过改进的更准确的通用温度计,这种温度计在实验室中大有用武之地。

模拟温度计
  
图3所示的是一种模拟式温度计的电路图,其中使用了一个双运算放大器,第二个运放用作LM35的输出缓冲并将其变为表头(MEI)的电流。
  
图中所示的两个R4值分别适用于表头满刻度100℃所需电流100μA和1mA的两种情况,使用其他表头时,只要调整R4的值,不难满足其满刻度的要求。甚至可以选择合适的R4来得到华氏温标指示。
  
电阻R5用于对最大电流进行限制,以防止表头可能受到的损伤。尽管该电路无需任何退耦电容即可稳定工作,但我们还是推荐大家增添电容C1和C2(虚线连接的电容)。
  
电源为9V时,如IC1选用运算放大器LM358,该电路所需电流约为1~2mA。若IC1选用低功耗运算放大器OP296G,工作电流可降为300μA。OP296G较低的失调电压也可以使温度计的精度得到进一步改善。

  还有许多办法可以使该电路读出低于零度的读数。比如可以用中心值为零的表头,或增加一个极性转换开关。
  
在许多情况下,若电流表能卸下表面,这样就可能对表头的读数人为增加百分之十到百分之二十的正向偏置。最后,还可以通过调整R4的值得到一个小电压,以提供所需的偏置,不过这样做会增加电路的复杂程度,因为可能需要增加参考电压和一个额外的放大器。

总结
  
只要稍稍增加一些费用,LM35就可以提供更加精确的温度转换特性,而且无需校准。用于遥测时,应该用三导线连接来取代双导线连接,还需要在输出线上串联一个电阻,以避免容性电缆带来的振荡。目前,LM35已广泛用于一些工程系统上,如汽车自动检测线上的温度测量。一些数字万用表具有温度检测功能等,温度探头也采用了LM35器件的。

关键字:应用  特性

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0525/article_6124.html
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