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(jí)：機(jī)械一班 姓名：汪浩奇；鐘嘉怡 學(xué)號(hào)： 06180118 ；06180102 指導(dǎo)老師：汪亮摘要： 通過(guò)圖2的簡(jiǎn)單電路，來(lái)測(cè)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(guò)圖3的電路，制作一個(gè)用LM35集成電路電壓型傳感器組裝的溫度控制儀表，從而驗(yàn)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(jì)；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(guò)程中一個(gè)很重要的測(cè)量參數(shù)，溫度的測(cè)量及控制對(duì)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(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到非

2、常重要的作用。由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的應(yīng)用十分廣泛。2. 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)將通過(guò)測(cè)量幾種常用的溫度傳感器的特定物理量隨溫度的變化，來(lái)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(zhǔn)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(gè)精密數(shù)字控溫系統(tǒng)。內(nèi)部的激光校準(zhǔn)保證了極高的準(zhǔn)確度及一致性，且無(wú)須校準(zhǔn)。LM35溫度傳感器的溫度系數(shù)約為，利用下式可計(jì)算出被測(cè)溫度t：LM35溫度傳感器的電路符

3、號(hào)如圖1所示，為電壓輸出端。圖1 LM35電路符號(hào)實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)只要直接測(cè)量其輸出電壓，即可知待測(cè)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(cè)試中的線性、擬合結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得出此溫度對(duì)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(jì)算值上（根據(jù)使用儀器的實(shí)際情況稍作修正），這就設(shè)定好了控制的溫度。當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，則運(yùn)放導(dǎo)通，運(yùn)放輸出高電平，則三極管Q1導(dǎo)通，繼電器吸合，使常開觸點(diǎn)閉合，控制加熱器開始工作，加熱井開始加熱，當(dāng)加熱溫度到達(dá)或略超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，運(yùn)放截止，運(yùn)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(shí)驗(yàn)儀器FB716-I型物理設(shè)計(jì)性（熱學(xué)）實(shí)驗(yàn)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(cè)試4.1 LM35電壓型溫度傳感器基本特性測(cè)試1. 電壓型集成溫度傳感器（LM35）溫度特性的測(cè)試 按圖2接線，在環(huán)境溫度高于攝氏零度時(shí)，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(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，控溫系統(tǒng)每隔設(shè)置一次，待控溫穩(wěn)定后，測(cè)量傳感器LM35的輸出電壓，將數(shù)據(jù)記錄在表1中；當(dāng)待測(cè)溫度高于環(huán)境溫度時(shí)，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(cè)量電壓型溫度傳感器LM35溫度特性實(shí)驗(yàn)線路圖表1 LM35溫度特性測(cè)試數(shù)據(jù)表格序號(hào)1234102030400.1180.2000.2840.360用最小二乘法進(jìn)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(cè)試中的線性、擬合結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得出此溫度對(duì)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(jì)算值上（根據(jù)使用儀器的實(shí)際情況稍作修正），這就設(shè)定好了控制的溫度。當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，則運(yùn)放導(dǎo)通，運(yùn)放輸出高電平，則三極管Q1導(dǎo)通，繼電器吸合，使常開觸點(diǎn)閉合，控制加熱器開始工作，加熱井開始加熱，當(dāng)加熱溫度到達(dá)或略超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，運(yùn)放截止，運(yùn)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(jì)和溫度控制儀的實(shí)驗(yàn)線路表2 溫度控制裝置測(cè)試數(shù)據(jù)表格序號(hào)12設(shè)定電壓0.2840.360溫度29.539.86. 結(jié)束語(yǔ)(1) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果