集成温度传感器

1、1第四节第四节 集成温度传感器集成温度传感器Integrate Circuit Temperature Sensor一、一、ICIC温度传感器的分类温度传感器的分类电压型电压型ICIC温度传感器温度传感器电流型电流型ICIC温度传感器温度传感器数字输出型数字输出型ICIC温度传感器温度传感器2二、二、ICIC温度传感器的测温原理温度传感器的测温原理 晶体管伏安方程式：晶体管伏安方程式：012lnCBECK TIVqIK K0 0 波尔滋蔓常数；波尔滋蔓常数；T T 绝对温度绝对温度; ; V1 V1、V2V2发射极面积比。发射极面积比。q 电子电荷量；电子电荷量；VBE正比于绝对温度正比于绝对

2、温度T T，只要保证，只要保证I IC C1 1/ /I IC C2 2恒定，恒定， 就可以使就可以使VBE与与 T T 为单值函数。为单值函数。因此，因此，可利用电流可利用电流I与与T的正比关系，通过电流的变化的正比关系，通过电流的变化来测量温度的大小。来测量温度的大小。IT若将若将VBE转换为转换为电流电流I ，则，则3（一）电压输出型集成温度传感器（一）电压输出型集成温度传感器型号：型号：LM35、LM335、AN6701S等多种。等多种。LM35系列传感器是系列传感器是3端端的电压输出型的精密感温器件，有的电压输出型的精密感温器件，有LM35、LM35A、LM35C、LM35CA和和L

3、M35D等型号。等型号。极限参数：极限参数：电源电压为电源电压为+35V-0.2V；输出电压为；输出电压为+6V-1.0V输出输出电流为电流为10mA；存放温度范围对于；存放温度范围对于T046封装封装(金属壳金属壳)为为-60+180，T092封装封装(塑料塑料)为为-55+150；工作温度范围对于；工作温度范围对于LM35和和LM35A为为-55+150，LM35C和和LM35CA为为-40+110，LM35D为为-0+100。特点：特点：直接用摄氏温度校正；线性温度系数直接用摄氏温度校正；线性温度系数(灵敏度灵敏度)为为10.0mV/；在在25时，测量精度为时，测量精度为0 5；工作电压

4、范围为；工作电压范围为430；非线；非线性度小于性度小于0 5；输出阻抗低，在；输出阻抗低，在1mA负载电流时，输出阻抗只负载电流时，输出阻抗只有有0.1；静态电流小于；静态电流小于60A；可采用单电源供电，也采用双电源；可采用单电源供电，也采用双电源供电，在测量温度范围内无需进行调整。供电，在测量温度范围内无需进行调整。三、三、ICIC温度传感器的主要特性温度传感器的主要特性4T046封装封装 T092封装封装 T0220封装封装 LM35的常用基本电路的常用基本电路 5 电流输出型典型集成温度传感器有电流输出型典型集成温度传感器有AD590AD590（美国（美国ADAD公司生产），国内同类

5、产品公司生产），国内同类产品SG590SG590。器件电源电压器件电源电压4 430V30V， 测温范围测温范围-50-50+150+150。AD590 AD590 引脚和内部电路原理图引脚和内部电路原理图（二）电流型温度传感器（二）电流型温度传感器61 1伏安特性伏安特性工作电压：工作电压：4V30V，I 为一恒流值输出，为一恒流值输出，ITk，即，即KT标定因子，标定因子，AD590的标定因子为的标定因子为1A/K I = KT TK 4V30V0I/AU/VAD590伏安特性曲线- -55+25+25+150+1502182984237 550 150 273.2AI/ ATC / CA

6、D590温度特性曲线2 2温度特性温度特性其其温度特性曲线函数是以温度特性曲线函数是以Tk为变量的为变量的n阶多项式之和，阶多项式之和，省略非线性项后则有省略非线性项后则有:Tc摄氏温度；摄氏温度；I 的单位为的单位为A。可见，当温度为可见，当温度为0时，输出电流为时，输出电流为273.2A。在常。在常温温25时，标定输出电流为时，标定输出电流为298.2A。I=KTTc273.283 3AD590AD590的非线性的非线性15055T/C0.30.30在实际应用中，在实际应用中，T 通过硬件或软件进行补偿校正，使通过硬件或软件进行补偿校正，使测温精度达测温精度达0.1。其次，。其次，AD59

7、0恒流输出，具有较好恒流输出，具有较好的抗干扰抑制比和高输出阻抗。当电源电压由的抗干扰抑制比和高输出阻抗。当电源电压由5V向向10V变化时，其电流变化仅为变化时，其电流变化仅为0.2A/V。长时间漂移。长时间漂移最大为最大为0.1，反向基极漏电流小于，反向基极漏电流小于10pA。55100，T递增，递增，100150则是递降。则是递降。T最最大达大达3，最小，最小T0.3，分，分I、J、K、L、M五五档档T/CAD590非线非线性误差曲线性误差曲线94 4ADAD590590的测量电路的测量电路 AD590AD590在温度在温度2525（298.2K298.2K）时，理想输出为）时，理想输出为

8、298.2A298.2A，实际存在误差，实际存在误差，可通过电位器调整，使输出可通过电位器调整，使输出电压满足电压满足1mV/K 1mV/K 的关系。的关系。 AD590 AD590 典型应用典型应用10（三）数字输出型（三）数字输出型ICIC温度传感器温度传感器 、 DS18B20DS18B20的特性的特性u单线接口：仅需一根口线与单线接口：仅需一根口线与MCU连接；连接；u无需外围元件；无需外围元件；u由总线提供电源；由总线提供电源；u测温范围为测温范围为-55125，精度为，精度为0.5；u九位温度读数；九位温度读数；uA/D变换时间为变换时间为200ms；u用户可以任意设置温度上、下限报警值，用户可以任意设置温度上、下限报警值，且能且能够识别具体报警传感器。够识别具体报警传感器。113 、DS18B20DS18B20的工作原理的工作原理存储器控制逻辑存储器控制逻辑64bitROM和单线和单线接口接口温度传感器温度传感器高温触发器高温触发器低温触发器低温触发器8位位CRC触发器触发器存储器存储器DS18B20内部结构图电源检测电源检测寄生电源寄生电源2 、DS18B20DS18B20引脚及功能引脚及功能1213四、集成温度传感器的应用四、集成温度传感器的应用1、LM35构成的数字温度计构成的数字温度计 14四、集成温度传感器的应用