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1、集成温度传感器第1页，本讲稿共17页集成温度传感器的类型集成温度传感器的类型 集集成成温温度度传传感感器器可可分分为为：模模拟拟型型集集成成温温度度传传感感器器和和数数字字型型集集成成温温度度传传感感器器。模模拟拟型型的的输输出出信信号号形形式式有有电电压压型型和和电电流流型型两两种种。电电压压型型的的灵灵敏敏度度多多为为10mV/（以以摄摄氏氏温温度度0 作作为为电电压压的的零零点点），电电流流型型的的灵灵敏敏度度多多为为1A/K（以以绝绝对对温温度度0K作作为为电电流流的的零零点点）；数数字字型型又又可可以以分分为为开开关关输输出出型型、并并行行输输出出型型、串串行行输输出出型型等等几几种
2、种不不同同的的形形式式。第2页，本讲稿共17页2.电流型电流型IC温度传感器是把线性集成电路和与之相容的薄膜工艺元件温度传感器是把线性集成电路和与之相容的薄膜工艺元件集成在一块芯片上集成在一块芯片上,再通过激光修版微加工技术再通过激光修版微加工技术,制造出性能优良的制造出性能优良的测温传感器。这种传感器的输出电流正比于热力学温度，即测温传感器。这种传感器的输出电流正比于热力学温度，即1A/K；其次，因电流型输出恒流，所以传感器具有高输出阻抗。其值可达；其次，因电流型输出恒流，所以传感器具有高输出阻抗。其值可达10M。这为。这为远距离传输深井测温远距离传输深井测温提供了一种新型器件。提供了一种新
3、型器件。1.电压型电压型IC温度传感器是将温度传感器基准电压、缓冲放大器集温度传感器是将温度传感器基准电压、缓冲放大器集成在同一芯片上成在同一芯片上,制成一四端器件。因器件有放大器；故输出电压制成一四端器件。因器件有放大器；故输出电压高、线性输出为高、线性输出为10mV；另外；另外,由于其具有输出阻抗低的特性；由于其具有输出阻抗低的特性；抗干扰能力强，故不适合长线传输。这类抗干扰能力强，故不适合长线传输。这类IC温度传感器特别适合于温度传感器特别适合于工业现场测量。工业现场测量。集成温度传感器的类型集成温度传感器的类型 第3页，本讲稿共17页1.1.模拟型集成温度传感器模拟型集成温度传感器 电
4、流输出型温度传感器能产生一个电流输出型温度传感器能产生一个与绝对温度成正比的电流作为输出，与绝对温度成正比的电流作为输出，AD590是电流输出型温度传感器的典型是电流输出型温度传感器的典型产品。产品。空脚（接地）空脚（接地）第4页，本讲稿共17页AD590的基本转换电路的基本转换电路 电流电流-电压转换电路电压转换电路（10mV/K）增加负载电阻阻值可增加负载电阻阻值可提高输出电压。提高输出电压。第5页，本讲稿共17页AD590的基本转换电路的基本转换电路 输出输出电压电压Uo与热力学温与热力学温度成正比（度成正比（1mV/K）输出电压输出电压Uo与与 摄氏摄氏温度成正比温度成正比（100mV
5、/）第6页，本讲稿共17页1.串联、并联使用：串联测最低温度；并联测平均温度2.冷端补偿：可代替冰池，环境温度15 353.温度控制：4.温度检测：AD590应用应用第7页，本讲稿共17页在实际中，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+E9VU1第8页，本讲稿共17页AN6701S是松下公司生产的电压输出型集成温度传感器，有四个引脚，是松下公司生产的电压输出型集成温度传感器，有四个引脚，三种连线方式：三种连线方式：(a)正电源供电，正电源供电，(b)负电源供电，负电源
6、供电，(c)输出极性颠倒。电输出极性颠倒。电阻阻RC调整调整25下的输出电压，使其等于下的输出电压，使其等于5V，RC的阻值在的阻值在330k范范围内。灵敏度可达围内。灵敏度可达109110mV/，在，在-1080范围内基本误差不范围内基本误差不1。输出输出AN6701(a)1243RC515V(c)AN6701输出输出10kRC3124515V-+100k10k100k(b)AN6701213输出输出4515VRC电压输出型集成温度传感器电压输出型集成温度传感器AN6701SAN6701S第9页，本讲稿共17页电压输出型集成温度传感器电压输出型集成温度传感器 LM35/45LM35/45LM
7、35/45的外形及引脚图的外形及引脚图 第10页，本讲稿共17页电压输出型集成温度传感器电压输出型集成温度传感器LM35/45LM35/45 LM35/45的摄氏温度测量电路及组装测温传感器的摄氏温度测量电路及组装测温传感器第11页，本讲稿共17页I/ONCDS182012345678NCNCNCVDDNC美美国国DALLAS公公司司生生产产的的单单总总线线数数字字温温度度传传感感器器DS1820，可可把把温温度度信信号号直直接接转转换换成成串串行行数数字字信信号号供供微微机机处处理理。由由于于每每片片DS1820含含有有唯唯一一的的串串行行序序列列号号，所所以以在在一一条条总总线线上上可可挂
8、挂接接任任意意多多个个DS1820芯芯片片。从从DS1820读读出出的的信信息息或或写写入入DS1820的的信信息息，仅仅需需要要一一根根口口线线（单单总总线线接接口口）。读读写写及及温温度度变变换换功功率率来来源源于于数数据据总总线线，总总线线本本身身也也可可以以向向所所挂挂接接的的DS1820供供电电，而而无无需需额额外外电电源源。DS1820提提供供九九位位温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。数字输出型数字输出型ICIC温度传感器温度传感器DS 1820123GNDI/O VDD(a)PR35封装(b)SOIC封装第12页，
9、本讲稿共17页由于单线数字温度传感器由于单线数字温度传感器DS1820有在一条总线上可同时挂接多片的有在一条总线上可同时挂接多片的特点，可同时测量多点温度，而且特点，可同时测量多点温度，而且DS1820的连接线可以很长，抗干的连接线可以很长，抗干扰能力强，便于远距离测量，因而得到了广泛应用。扰能力强，便于远距离测量，因而得到了广泛应用。采用寄生电容供电的温度检测系统采用寄生电容供电的温度检测系统89C51DS1820DS1820DS1820P1.0P1.1P1.2TxRx+5VGNDVDDP1.1作输出口用，相当于作输出口用，相当于TxP1.2作输入口用，相当于作输入口用，相当于Rx温度检测系
10、统原理温度检测系统原理第13页，本讲稿共17页温度检测系统原理图如图所示，采用寄生电源供电方式。为温度检测系统原理图如图所示，采用寄生电源供电方式。为保证在有效的保证在有效的DS1820时钟周期内，提供足够的电流，我们用一个时钟周期内，提供足够的电流，我们用一个MOSFET管和管和89C51的一个的一个I/O口（口（P1.0）来完成对）来完成对DS1820总线的上总线的上拉。当拉。当DS1820处于写存储器操作和温度处于写存储器操作和温度A/D变换操作时，总线上必变换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为须有强的上拉，上拉开启时间最大为10s。采用寄生电源供电方式时。采用寄生电源供电
11、方式时VDD必须接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须必须接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须是三态的，为了操作方便我们用是三态的，为了操作方便我们用89C51的的P1.1口作发送口口作发送口Tx，P1.2口作接收口口作接收口Rx。通过试验我们发现此种方法可挂接。通过试验我们发现此种方法可挂接DS1820数数十片，距离可达到米，而用一个口时仅能挂接十片，距离可达到米，而用一个口时仅能挂接10片片DS1820，距离仅为，距离仅为20米。同时，由于读写在操作上是分开的，故不存在信号米。同时，由于读写在操作上是分开的，故不存在信号竞争问题。竞争问题。温度检测系统原理温度检测系统原理
12、第14页，本讲稿共17页DS1820采用单线总线系统，即可用一根线连接主从器件，采用单线总线系统，即可用一根线连接主从器件，DS1820作为从属器件，主控器件一般为微处理器。单线总线仅由一根线组成，作为从属器件，主控器件一般为微处理器。单线总线仅由一根线组成，与总线相连的器件应具有漏极开路或三态输出，以保证有足够负载能与总线相连的器件应具有漏极开路或三态输出，以保证有足够负载能力驱动该总线。力驱动该总线。DS1820的的I/O端是开漏输出的，单线总线要求加一端是开漏输出的，单线总线要求加一只只5k左右的上拉电阻。左右的上拉电阻。应特别注意：当总线上应特别注意：当总线上DS1820挂接得比较多时
13、，就要减小上拉电阻的挂接得比较多时，就要减小上拉电阻的阻值，否则总线拉不成高电平，读出的数据全是阻值，否则总线拉不成高电平，读出的数据全是0。在测试时，上拉电。在测试时，上拉电阻可以换成一个电位器，通过调整电位器可以使读出的数据正确，当阻可以换成一个电位器，通过调整电位器可以使读出的数据正确，当总线上有总线上有8片片DS1820时，电位器调到阻值为时，电位器调到阻值为1.25k时就能读出正确时就能读出正确数据，在实际应用时可根据具体的传感器数量来选择合适的上拉电数据，在实际应用时可根据具体的传感器数量来选择合适的上拉电阻。阻。温度检测系统原理温度检测系统原理第15页，本讲稿共17页电脑集成温度传感器用于电脑集成温度传感器用于CPUCPU散热保护电路散热保护电路散热风扇散热风扇集成温度集成温度ICCPU插座插座CPU散热片散热片第16页，本讲稿共17页MAX6502MAX6502用于控制散热风扇的转速用于控制散热风扇的转速当当CPU进行复杂运算时，风扇处于全速运行。进行复杂运算时，风扇处于全速运行。场效应管功场效应管功率驱动率驱动 第17页，本讲稿共17页