溫度傳感器的溫度特性研究與應(yīng)用

1、溫度傳感器的基本特性與應(yīng)用研究班級：機械一班 姓名：汪浩奇；鐘嘉怡 學(xué)號： 06180118 ；06180102 指導(dǎo)老師：汪亮摘要： 通過圖2的簡單電路，來測量LM35的溫度特性，了解LM35一定范圍內(nèi)溫度和電壓之間的關(guān)系。通過圖3的電路，制作一個用LM35集成電路電壓型傳感器組裝的溫度控制儀表，從而驗證電壓與溫度的線性關(guān)系。關(guān)鍵詞： LM35電壓型集成溫度傳感器；溫度控制儀表；數(shù)顯溫度計；1. 概述 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它和我們的生活環(huán)境密切相關(guān)，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個很重要的測量參數(shù)，溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進國民經(jīng)濟的發(fā)展起到非

2、常重要的作用。由于溫度測量的普遍性，溫度傳感器的應(yīng)用十分廣泛。2. 實驗原理溫度傳感器是利用一些金屬、半導(dǎo)體等材料與溫度相關(guān)的特性制成的。常用的溫度傳感器有熱電阻、熱電偶、集成電路溫度傳感器等。本實驗將通過測量幾種常用的溫度傳感器的特定物理量隨溫度的變化，來了解這些溫度傳感器的工作原理。1、 電壓型集成電路溫度傳感器（LM35）LM35溫度傳感器，其準確度一般為，由于其輸出為電壓，且線性極好，故只要配上電壓源，數(shù)字式電壓表就可以構(gòu)成一個精密數(shù)字控溫系統(tǒng)。內(nèi)部的激光校準保證了極高的準確度及一致性，且無須校準。LM35溫度傳感器的溫度系數(shù)約為，利用下式可計算出被測溫度t：LM35溫度傳感器的電路符

3、號如圖1所示，為電壓輸出端。圖1 LM35電路符號實驗測量時只要直接測量其輸出電壓，即可知待測量的溫度。2、 用LM35電壓型溫度傳感器組成溫度控制裝置溫度控制：若設(shè)置控制溫度為，根據(jù)LM35傳感器溫度特性測試中的線性、擬合結(jié)果進行計算，得出此溫度對應(yīng)的LM35傳感器輸出電壓值，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，將控溫電壓設(shè)定在計算值上（根據(jù)使用儀器的實際情況稍作修正），這就設(shè)定好了控制的溫度。當溫度低于設(shè)定溫度時，則運放導(dǎo)通，運放輸出高電平，則三極管Q1導(dǎo)通，繼電器吸合，使常開觸點閉合，控制加熱器開始工作，加熱井開始加熱，當加熱溫度到達或略超過設(shè)定溫度時，運放截止，運放輸出低電平，則三極管截止，繼電器斷開，控制

4、加熱器停止工作，這樣，用LM35集成電路電壓型傳感器組裝的溫度控制儀表就完成了。3. 實驗儀器FB716-I型物理設(shè)計性（熱學(xué)）實驗裝置一套、JK-31型直流穩(wěn)壓橫流電源。4. 溫度傳感器基本特性測試4.1 LM35電壓型溫度傳感器基本特性測試1. 電壓型集成溫度傳感器（LM35）溫度特性的測試 按圖2接線，在環(huán)境溫度高于攝氏零度時，先把溫度傳感器放入制冷井中，利用半導(dǎo)體制冷把溫度降到，并以此溫度作為起點進行測量，控溫系統(tǒng)每隔設(shè)置一次，待控溫穩(wěn)定后，測量傳感器LM35的輸出電壓，將數(shù)據(jù)記錄在表1中；當待測溫度高于環(huán)境溫度時，就把溫度傳感器轉(zhuǎn)移到加熱井中，然后開啟加熱器，控溫系統(tǒng)每隔設(shè)置一次，待

5、控溫穩(wěn)定后，記錄傳感器LM35的輸出電壓。圖2 測量電壓型溫度傳感器LM35溫度特性實驗線路圖表1 LM35溫度特性測試數(shù)據(jù)表格序號1234102030400.1180.2000.2840.360用最小二乘法進行線性擬合求出傳感器溫度系數(shù)以及線性相關(guān)系數(shù)。a=0.0081b=0.038r=0.999795. 溫度傳感器的應(yīng)用5.1 用LM35電壓型溫度傳感器組成溫度控制裝置溫度控制：若設(shè)置控制溫度為，根據(jù)LM35傳感器溫度特性測試中的線性、擬合結(jié)果進行計算，得出此溫度對應(yīng)的LM35傳感器輸出電壓值，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，將控溫電壓設(shè)定在計算值上（根據(jù)使用儀器的實際情況稍作修正），這就設(shè)定好了控制的溫度。當溫度低于設(shè)定溫度時，則運放導(dǎo)通，運放輸出高電平，則三極管Q1導(dǎo)通，繼電器吸合，使常開觸點閉合，控制加熱器開始工作，加熱井開始加熱，當加熱溫度到達或略超過設(shè)定溫度時，運放截止，運放輸出低電平，則三極管截止，繼電器斷開，控制加熱器停止工作，這樣，用LM35集成電路電壓型傳感器組裝的溫度控制儀表就完成了。圖3 用LM35溫度傳感器組裝數(shù)顯溫度計和溫度控制儀的實驗線路表2 溫度控制裝置測試數(shù)據(jù)表格序號12設(shè)定電壓0.2840.360溫度29.539.86. 結(jié)束語(1) 實驗結(jié)果