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文档简介

1、集成温度传感器的分类在实际中,可使用AD590进行深井长线传输侧温,并能对测温曲线的非线性误差进行校正。深井长传输线的摄氏温度测量深井长传输线的摄氏温度测量+U0ABG1R1R2U2WrRrI1+E9VU11认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式一、集成温度传感器的基本性能一、集成温度传感器的基本性能 集成温度传感器也称为温度传感器集成电路(温度IC),它是利用晶体管PN结的电流与电压特性与温度的关系,把敏感元件、放大电路和补偿电路等部分集成化,并把它们装封在同一壳体里的一种一体化温度检测元件。 集成温度传感器使传感器和集成电路融为一体,提高了传感器的性能,实现了传感器的智能化、微型化、多功

2、能化,提高了检测灵敏度,是实现大规模生产的重要保证。在使用集成温度传感器时,只需要很少的外围元器件,即可制成温度检测仪表。集成温度传感器具有体积小、测温精度高、稳定性好、重复性好、线性优良、抗干扰能力强等优点,有些集成温度传感器还具有温度控制功能,因此集成温度传感器在很多温度测控领域应用十分广泛。1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式二、集成温度传感器的分类二、集成温度传感器的分类 集成温度传感器按信号输出形式分为:模拟输出和数字输出两种类型,其中模拟型又包括电流输出型 、 电压输出型,数字型又可以分为开关输出型、并行输出型、串行输出型等几种不同的形式。典型的电流型集成电路温度传感器为AD

3、590,LM134等;典型的电压型集成电路温度传感器有PC616AC,LM135,AN670l等;典型的数字输出型传感器有DS1B820,ETC-800等。 目前国内外应用最普遍的集成温度传感器是:AD590、AD592、TMP17、LM135等,是上世纪80年代问世的,可以完成温度测量及模拟信号输出的专用IC;模拟集成温控模块,LM56、AD22105等,是可编程的温控开关模块;智能温度传感器、温控器将A/D转换电路,ROM存储器集成在一个芯片上,自90年代问世以来,被广泛应用于自动控制系统。1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式三、电流输出型温度传感器三、电流输出型温度传感器AD590

4、AD590是美国模拟器件公司生产的单片电流型两端集成温度传感器,其表征为一个输出电流与温度成比例的电流源。AD590共有I、J、K、L、M五档,在出厂前已经校准,其中M档精度最高,I档最低,在测温范围内的非线性误差M档小于0.3,I档小于10,I档在应用时需校正。1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式(1)AD590的外形和符号的外形和符号AD590采用金属壳3脚封装。其中,1脚为电源正端V+,2脚为电流输出端V-,3脚为管壳,一般不用。其外观和符号如图所示。AD590外观与符号1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式(2)AD590的主要特征的主要特征线性电流输出:流过器件电流的微安数

5、等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数。即1A/K;测温范围宽:-55+150;二端器件:电压输入,电流输出;精度高:0.5(AD590M);线性度好:在整个测温范围内非线性误差小于0.3(AD590M);工作电压范围宽:430V。电源由5V变到10V时,最大只有lA的电流变化,相当于1的等效误差。可以承受44V的正向电压和20V的反向电压,因而不规则的电源变化或管脚反接也不会损坏器件;功耗低:1.5mW+5V+25;输出阻抗高:710M。长线上的电阻对器件工作影响不大,用绝缘良好的双绞线连接,可以使器件在距电源25m处正常工作。高输出阻抗又能极好地消除电源电压漂移和纹波的影响; 器件本身

6、与外壳绝缘。由上述特性可知AD590具有:单电源工作、精度高、抗干扰能力强,特别适于进行运动测量。1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式四、电压输出型集成温度传感器四、电压输出型集成温度传感器 LM35/45LM35/45是电压型集成温度传感器,其输出电压Uout与摄氏温度成正比,无需外部校正,测温范围为-55+155,精确度可达0.5。LM35是由国半公司所生产的温度传感器,其输出电压与摄氏温标呈线性关系,转换公式如式,0 时输出为0V,每升高1,输出电压增加10mV。LM35有多种不同封装型式。在常温下,LM35 不需要额外的校准处理即可达到 1/4的准确率。其电源供应模式有单电源与正

7、负双电源两种,其接脚如图所示,正负双电源的供电模式可提供负温度的量测;两种接法的静止电流-温度关系如图所示,在静止温度中自热效应低(0.08),单电源模式在25下静止电流约50A,工作电压较宽,可在420V的供电电压范围内正常工作非常省电。1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式 LM35/45的外形及引脚图1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式 LM35/45构成的摄氏温度测量电路1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式 LM35/45构成的测温传感器1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式五、五、 DS1820 DS1820数字温度传感器数字温度传感器DS18B20是美国DALL

8、AS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。1认识

9、温度传感器认识温度传感器集成式集成式(1)DS1820 的主要特性的主要特性 适应电压范围3.05.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电;独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时,仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯;DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温;S18B20在使用中,不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内;测温范围55125,在10+85时精度为0.5;可编程的分辨率为912位,对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625,可实现高精度测温;在

10、9位分辨率时,最多在93.75ms内把温度转换为数字;12位分辨率时,最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快;测量结果直接输出数字温度信号,以“一线总线“串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力;负压特性,电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式(2) DS1820引脚及功能引脚及功能 GND:地; VDD:电源电压DQ:数据输入输出脚(单线接口,可作寄生供电)1认识温度传感器认识温度传感器集成式集成式(3)DS18B20使用中注意事项使用中注意事项较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS182

11、0与微处理器间采用串行数据传送,因此,在对DS1820进行读写编程时,必须严格地保证读写时序,否则将无法读取测温结果。在使用VC等高级语言进行系统程序设计时,对DS1820 操作部分仍要采用汇编语言实现。连接DS1820 的总线电缆是有长度限制的。试验中,当采用普通信号电缆传输长度超过50 m时,读取的测温数据将发生错误;当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离可达150m;当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离进一步加长,这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此,在用DS1820进行长距离测温系统设计时,要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。在DS1820测温程序设计中,向DS1820 发出温度转换命令后,程序总要等待DS1820的返回信号,一旦某个DS1820接触不好或断线,当程序读该DS1820 时,将没有返回信号,程序将进入死循环,这一点在进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。归纳总结归纳总结作业作业以表格的形式,总结集成传感器的工作原理、性能特点、应用场合。集成温度传感器也称

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