精密温度传感元件原理和应用.docx

LM系列精密温度传感元件原理和应用: Z135系列温度传感器是一种电压输出型精密集成温度传感器。它工作类似于齐纳二极管， 英反向击穿电压随绝对温度以+10mV/K的比例变化，工作电流为0.4——5mA,动态阻抗仅为 1Q,便于和测量仪表配接。这种温度传感器具冇测量精度高，应用简单等优点。皿135系列 温度传感器的测温范围很宽,LM135测温范围为-55—— +150°C, LM235和LM335测温范围 分别为-40 —— +125 °C和-40 —— +100 °C。其短时使用测温上限可分别扩宽至200°C、 150°C 和 125°C。 1 LM135的封装和引脚功能 图1是它们的两种封装形式和引脚功能图。 LM135系列内部电原理图2是LM135系列的内部电原理图:典型应用电路K基本测温电路V.R, LM135系列内部电原理 图2是LM135系列的内部电原理图: 典型应用电路 K基本测温电路 V. R, 10mV/K LM135 图 3 LM135 基本测温电路 图3是采用LM135的测温电路,它的输出电压与绝对温度成正比,灵敏度为10mV/Ko可以通过数字电压表 测量其两端电床羌來取得温度值。为防止门热效应对测虽结果的影响，一般将LM135的工作电流限制在1mA 左右。 2.精密测温电路 iOmV/K 精密测温电路 I.M135系列貝有外附校止端，因此可以方便地对测量误羞进行修归 有效地消除制造匸艺带来的误差。电路 修正方法很简单，如图4所示，只需在温度为25°C时调整电位器恥改变校正端偏压，并用数字电压表20V 档测量传感器的输出压电值为2. 982V即可。经校正后，该电路在1OOC°C范围内测量误差小于1°C。 3.温度遥测电路 5温度遥测电路IIII 5温度遥测电路 IIII 当测量点与显示仪农距离较远时，传感器的工作电流在连接片线上的压降叠加在传感器的输出电压上，会产 生一定的测鼠谋羞。为了消除连接导线电阻的影响，可以采用图5所示电路，利用恒流源驱动LM135,山于 传感器的工作电流恒定，连接导线电阻也是固定的，因此Y线上的压降是?定值，可以通过校正端加以修正, 保证了测量结果的准确性。 4.热电偶冷端补偿测温电路 6热电偶端补偿测温电路 图6是采用热电偶口测温范围很宽的实用电路。它采用了分度号为K的热电偶，测量上限温度可达1000°C。 为了消除热电偶冷端坏境的影响，采用LM335对冷端温度进行测量，然后通过运算放人器I.H308将温度电压 信号与热电偶产生的热电势蔭加后放人输出，从而使输出电压信号反映热电偶工作端的真实温度。由丁 LM3 35输出电压卩绝对温度成正比，故采用LM329号电阻分压产生一电压信号抵消其在0°C的输出电圧。该电路 输出电压与被测温度的对应关系被放大电路调整为10mV/°C。 5. Ni—Cd电池快速充电电路 图 7 Ni-Cd电池快速充电电路 图7是一种安全可靠的Ni-Cd电池快速充电电路。它是利用Ni—Cd电池外壳温度变化來检测电池充电是否 完成的。一般来说，当被充电电池温度上升5°C时即已充至额定容量的80%。这里ST1用于检测环境温度, ST2与充电电池热偶介用于检测电池温度。利用温度传感器的失调调整端将ST1的输出电压调得比ST2窩5 OniV,这样当电池温度超过环境温度5°C时，比较器LM308输出变为低电平，LM317由恒流源状态变为电压源 状态，输出电压仅2V左右，电源只能通过R以50mA的小电流继续给电池充电。这种方法可以节省充电时间 又不会造成过充电。 6.温差测量电路 在-些场介常需测最两点的温度氷 如水泵风机等设计屮，常需按入11处与出11处的温差來确定叶轮形状是 否合理。由于温差很小，就要求有很高的测量粘:度相分辨率。图8所示是 种高灵敏度温差测量电路，其灵 敏度为1 OOmV / °C o这里采用精密运算放大器LM308,将两温度传感器测得的温羌电压放大10倍后输出。调 Rw可便两传感器处于同一温度时运放输出为0. 7.气流检测电路 图 9气流检测电路 图9所示是利用LM335 T.作中的自热效应來检测气体的流动。ST1置于静止空气屮，工作电流较低，约为1 mAo ST2置丁?外部环境中，工作电流较人，约为10mA。ST3 I.作电流较人，而在空气不流动时其产定的自热 温升高于ST1的温升，因此比较器LM301的反相输入端电压高于同相输入端电压。输出为低电平。当外部环 境空气流动吋、ST2产牛的热屋不断传到周围空气中被带总，因此||热效应引起的温升降低。而这时ST1处 于静止的空气中，热传导很慢，故其自热效应引起的温升大于ST2的温升，故比较器LM301输出变为高电平, 驱动发光管点亮告警。通过Rp可以设定报警点的空气流速。 有简单人工智能的温度控制