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集成温度传感器LM94022及其应用.doc

集成温度传感器LM94022及其应用

开心一辈子
2011-11-09 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《集成温度传感器LM94022及其应用doc》,可适用于工程科技领域

集成温度传感器LM及其应用作者:北京航空航天大学方佩敏            时间:::            更新:ksysl             文章点击:次LM是一种模拟输出的集成温度传感器主要应用于手机、无线收发器、电池管理、汽车、办公室设备及家用电器等。该传感器主要特点包括工作电压低可在V电压下工作工作电压范围宽~V末级为推挽输出有±μA输出电流的能力有四种灵敏度供用户选择测量范围为~℃静态电流低典型值为μA精度(与测量范围有关):~℃为±℃~℃为±℃~℃为±℃~℃为±℃采用小尺寸SO封装。管脚排列与功能LM的管脚排列如图所示各管脚功能如表所示。图LM管脚排表LM管脚功能灵敏度选择端GS及GSLM根据GS、GS被施加的不同电平有种灵敏度供用户选择如表所示。用户可根据测温的范围及接口电路的工作电压的条件来合理选择。灵敏度由GS及GS的电平确定:高电平要求大于(VDDV)低电平要求小于V。表LM提供的种灵敏度(典型值)LM的输出特性LM的输出特性如图所示这是测量温度与输出电压在不同灵敏度时的特性。由于输出电压随温度升高而下降其灵敏度为负值。在VDD为V时不同灵敏度的几个特定温度值时的输出电压如表所示(典型值)。图LM的输出特性表VDD为VTA为℃时的输出电压值从图可看出其线性度极好这是线性化后的特性。按表的数据计算出的灵敏度值与表给出的典型灵敏度有一些差值。例如在GS=时℃时的输出电压为mV℃时的输出电压为mV则其平均灵敏度为mV℃℃时的输出电压为mV℃时的输出电压为mV则其平均灵敏度为mV℃。表中GS=时灵敏度为mV℃。基本应用电路图是LM的基本应用电路。在此电路中GS、GS都接地(低电平)所以灵敏度选择的是mV℃。LM一般用作精度要求不高的温度测量及控制其输出端往往与比较器或微控制器等接口。若温度传感器与控制电路距离较远时连接线应采用屏蔽线。图LM的基本应用电路接电容负载的电路如图及图所示。图与图的差别是负载电容容量不同:当负载电容CLOADpF时用图电路。图中RS值与CLOAD大小有关如表所示。图及图中均未画出确定灵敏度的GS及GS端的连接。图接电容负载的电路图(CLOADpF)表CLOAD值与RS的关系当LM直接与ADC(或微处理器中的ADC)接口时开始工作时LM的推挽输出端能向ADC中的Cin充电如图所示。图LM与ADC接口电路图应用电路举例增加关闭控制功能的电路LM是低功耗器件为实现多路温度测量可采用关闭控制在断开VDD时OUT端呈高阻抗。可以在LM的VDD端接一个反相器(见图)或接一个两输入与门来实现关闭(见图)。两者的区别是前者施加高电平时实现关闭后者是施加低电平时实现关闭。图LM接反相器实现关闭功能图LM接两输入与门实现关闭功能图数字温度计电路数字显示温度计图是一种数字温度计其测量温度范围~℃。LM检测的温度转换成模拟信号电压输出其输出电压直接与带有ADC的微处理器接口往ADC变换后的数字信号由微处理器进行处理后转换成相应的七段码送温度显示(数码管)若采用微处理器对传感器作软件线性补偿可提高测温精度。数字键出可输入报警温度给微处理器若检测到的温度超过报警温度时微处理器输出信号使报警电路发出声、光报警。微处理器的IO口还可输出开关控制信号对温度实现简单的开关控制(这部分在图中未画出)。图简易的超过阈值温度报警电路简易的超过阈值温度报警电路图是一种简易的超过阈值温度报警电路。该电路由温度传感器、比较器、V基准电压源、三极管、蜂鸣器及电阻R~R等组成。电路的工作原理:若LM温度传感器的灵敏度已设定则设定的阈值温度TTH对应的电压值VT可以从图(或表)中求出。若先不考虑产生滞后作用的R的影响则可以根据已知的VT值求出R、R值(在先确定R值后求出R值)VT=V×R(RR)。为防止温度在阈值温度附近因传感器输出信号中存在噪声电压影响而使比较器输出产生振荡在比较器电路中加了一个正反馈电阻R则产生一滞后电压VHYS并且VT值也受R的影响成为VT改进的超过阈值温度报警电路温度特性和输出波形如图所示。图温度特性和输出波形图VHYS=VTVT其中VT、VT可按下式求出。VT=V×R(RRR)VT=V×R(RRR)上式中V是基准电压值。为减小R对VT值的影响一般R取值较大(如kΩ~MΩ)。基准电压V经R、R分压后的电压VT加在比较器同相端LM测量温度输出的电压VTEMP加在比较器反相端。一旦VTEMP简易的温度控制电路若要控制图中的温度TTH基本保持稳定(约有±~±℃变化)可采用图的电路对TTH实现自动控制。当温度超过TTH时比较器的VOUT输出高电平经反相器后输出低电平N沟道MOSFET截止加热器停止加热当温度降到(TTHTHYS)时VOUT由高电平跳变到低电平N沟道MOSFET导通加热器又加热使温度上升。这样温度在TTH上下波浪式变动。图简易的温度控制电路应用注意事项应用LM的设计注意事项如下。●为保证传感器输出电压精度VDD取值为VDD=VOUTV●设计时应尽可能取大的灵敏度以减少噪声对输出信号电压的影响●为减少噪声影响可在LM输出端加一个高频旁路电容器●当传感器与接口电路之间连接较长时连接线应采用屏蔽线。

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