传统的电子温度计传感器,多是采用热敏电阻、热电偶或温敏二极管、温敏三极管等,它们的输出与温度的线性关系又大多数较差,需进行线性补偿。本例介绍的数字式电子温度计采用LM50B新型集成温度传感器,外围元件少、精度高、稳定性好并且使用方便,适于自制。
工作原理
数字式电子温度计的电路如图所示。IC2为新型集成温度传感器LM50,其工作电压为4.5-10V,静态电流是130PA,输出电压与温度的关系是U=10t+500(mV),其中T为摄氏温度值。在一25~+100温度范围内,被测温度与其输出电压的关系为10MV/℃。如,在20 9C时,其输出电压为700mV。芯片内采用差分对管与激光校准技术,使温度传感器实现线性化。
数字显示器IC3为具有发光二极管显示的数字直流电压表UP311 D,是由一块集成电路组成。它将模拟电路与逻辑电路集成在一块芯片上,采用双积分或A/D转换器,并带有3Y2位的发光二极管数码显示。温度传感器与数字显示器使用同一电源,电阻R1为温度传感器的负载。温度传感器在O' C时的输出电压是500mV,故用电阻R2与电位器RP来分压,使RP上的电压亦为500mV。这样,a、b两点的电位差为零,则数字电压表的输人电压亦为零。这时表头显示为O CC。当温度每升高或降低1 CC时,则温度传感器IC2的输出电压相应升高或降低10mv o即温度每变化1 CC时,a、b两点的电压变化10MV .当取a、b两点的1/10作为数字电压表的输人信号时,则温度每变化1 `C时,数字电压表的输人电压为1mV,恰好与显示器的1 mV/ 9C相对应,故数字电压表显示的数字便是被测温度值。
元器件选择
IC1选用三端稳压集成电路7805; IC2选用集成温度传感器LM50; IC3选用数字显示器UP311 D。
VD1-VD4均用1 N4001硅整流二极管或用OL一IA/50V型硅整流桥。RP用WH7一A型立式微调电位器。R3用可调电阻,其余电阻均用RTX一1/8W型碳膜电阻器。
T用220V/6V、3W优质成品电源变压器。
制作与调试
除温度传感器与数字显示器外,其余元器件均安装在一块电路板上,然后安装在一长条形塑制盒体中,盒体一端安装温度传感器,盒面上开有数字显示窗孔,显示器固定其内,另一端为220V插头引线。
电路组装后,首先调整RP,使RP两端电压为500mV,然后再调整R3。调整R3时,应使用标准温度计进行校准。如标准温度计显示20 cC,则调整R3使数字电压表显示20℃。
当数字电压表显示为一固定不变的数值时,可用万用表的表笔短接一下数字电压表的IN +与IN一两端,使数字电压表恢复零状态。
为保证正确的负温度显示,电源负极不能与数字电压表信号输人端IN一端相连接。
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