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用二极管设计一个温差传感器电路

发布时间:2020-01-14 来源:Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus 责任编辑:wenwei

【导读】假设二极管内电流恒定,温度每升高1°C,二极管的正向电压降, VD降低约2 mV。图1所示的电路以此特性为基础设计简单的温 差传感器。最好采用同样类型、来自同一家制造商的二极管。两个二极管都是正向偏置,使用相同的电阻值来设定相同的电流,至少在温度相同的情况下是这样。二极管 DSENSE 用作温度传感器,DREF 用作温度参考传感器,始终保持恒定温度,方便起见 这里设置为室温即25°C。因此,二极管的电压差 VTEMP 与温差成正比。
 
材料:
 
● ADALM2000主动学习模块
● 无焊面包板
● 两个1 kΩ电阻
● 两个小信号二极管(1N914或类似元件)
 
指导
 
使用两个1N914二极管,构建图1所示的电路。
 
http://www.cntronics.com/art/artinfo/id/80037494
图1. 温差电路。
 
硬件设置
 
将示波器的输入1+连接到 VTEMP的正极端子,将示波器的输入1–连接到 VTEMP的负极端子。使用示波电压表或示波器来监测 VTEMP的值(使用 True RMS测量显示器)。使用电压表的自动量程,或将示波器的 Volts/Div量程设置为最灵敏的值(10 mV),并且确保启用通道1。将Vp连接至5 V电源。
 
http://www.cntronics.com/art/artinfo/id/80037494
图2. 温差面包板电路。
 
程序步骤
 
步骤1
 
让两个二极管达到相同的温度: TSENSE = TREF。测量,并将失调电压记录为TAMP ;在以后的测量中减去这个失调电压值。
 
http://www.cntronics.com/art/artinfo/id/80037494
图3. TSENSE = TREF温差波形。
 
步骤2
 
用手指触摸传感器二极管,为其加热。等待电压稳定之后,减去 VTEMP值,然后将得到的值记录为体温电压。您还可以试着使用吸管将呼出的热气吹到传感器二极管上。
 
http://www.cntronics.com/art/artinfo/id/80037494
图4. TSENSE > TREF温差波形。
 
如果条件允许的话,用薄塑料袋包裹传感器二极管,然后将它浸入冰水中冷却。等待电压稳定之后,减去 VTEMP 值,然后将得到的值记录为冰点电压。
 
确定温度传感器输出 VTEMP的灵敏度,单位是mV/°C。
 
 
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