温度传感器应用电路(一)

2012-09-14 14:36:33来源: 互联网

PN结温度传感器

     工作原理
    晶体二极管三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时,下降-2mV,利用这种特性,一般可以直接采用二极管(如玻璃封装的开关二极管1N4148)或采用硅三极管(可将集电极和基极短接)接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性,尺寸小,其热时间常数为0.2—2秒,灵敏度高。测温范围为-50—+150℃。典型的温度曲线如图1所示。同型号的二极管或三极管特性不完全相同,因此它们的互换性较差。


PN结温度传感器的温度曲线

     应用电路(一)
    图(2)是采用PN结温度传感器的数字式温度计,测温范围-50—150℃,分辨率为0.1℃,在0—100℃范围内精度可达±1℃。
    图中的R1,R2,D,W1组成测温电桥,其输出信号接差动放大器A1,经放大后的信号输入0—±2.000V数字式电压表(DVM)显示。放大后的灵敏度10mV/℃。A2接成电压跟随器。与W2配合可调节放大器A1的增益。 
    通过PN结温度传感器的工作电流不能过大,以免二极管自身的温升影响测量精度。一般工作电流为100—300mA。采用恒流源作为传感器的工作电流较为复杂,一般采用恒压源供电,但必须有较好的稳压精度。
    精确的电路调整非常重要,可以采用广口瓶装入碎冰渣(带水)作为0℃的标准,采用恒温水槽或油槽及标准温度计作为100℃或其它温度标准。在没有恒水槽时,可用沸水作为100℃的标准(由于各地的气压不同,其沸点不一定是100℃,可用0—100℃的水银温度计来校准)。

PN结温度传感器应用电路

    将PN结传感器插入碎冰渣广口瓶中,等温度平衡,调整W1,使DVM显示为0V,将PN结传感器插入沸水中(设沸水为100℃),调整W2,使DVM实现为100.0V,若沸水温度不是100℃时,可按照水银温度计上的读数调整W2,使DVM显示值与水银温度计的数值相等。再将传感器插入0℃环境中,等平衡后看显示是否仍为0V,必要时再调整W1使之为0V,然后再插入沸水,看是否与水银温度计计数相等,经过几次反复调整即可。

    图中的DVM是通用3位半数字电压表模块MC14433,可以装入仪表及控制系统中作显示器。MC14433的应用电路可参考本网站的常用A/D转换器中的技术手册。它的主要技术指标如下:
    基本量程:±1.999V(2V)
    线性误差:该读数的0.05%±1字
    电源:5—7.5V单电源
    平均功耗:300mW
    过量程时:数字闪烁
    DU脚接地时:数据可保持

关键字:温度  传感器  应用电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0914/article_16794.html
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