集成温度传感器测水温

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1、集成温度传感器LM35测量水温1.系统方案设计1.1概述如今，随着科学技术的发展，传感器的种类也日益增多，温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为人们的生活提供了无数的便利和功能。近年来，我国工业现代化的进

2、程和电子信息产业连续的高速增长，带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。温度传感器是利用NTC的阻值随温度变化的特性，将非电学的物理量转换为电学量，从而可以进行温度精确测量与自动控制的半导体器件。温度传感器用途十分广阔，可用作温度测量与控制、温度补偿、流速、流量和风速测定、液位指示、温度测量、紫外光和红外光测量、微波功率测量等而被广泛的应用于彩电、电脑彩色显示器、切换式电源、热水器、电冰箱、厨房设备、空调、汽车等领域。近年来汽车电子、消费电子行业的快速

3、增长带动了我国温度传感器需求的快速增长。测量外界的温度也有很多种方法，然而，由于热敏电阻及其放大电路受到环境的影响，在不同的条件下会出现不同的测温偏差；TMP35/36/37，LM80，MAX1669这些传感器的造价又太高，在相同条件下，由于测温精度、处理精度等多方面的因素，不同的通道也会出现不同的偏差，因此必须采用一种灵活的修正方式，这便用到了电压型温度传感器LM35D，它的线性好（10mV/℃），宽量程（0--100℃）高精度（+0.4℃），低成本，而且采集到的是电压型信号，易于处理，使得电路简单实用。

4、采集到的微弱电压信号经过放大器OP07放大十倍后送入ADC0804的输入端，A/D转换器（ADC0804）将模拟信号转换为数字信号后传给AT89C51，该系统以AT89C51单片机为核心，通过单片机编程可以实现高温（50℃）、低温（10℃）报警的控制，以及预置温度的控制，然后经过P1口将数字信号传送给74LS138译码器以及驱动器CD4511使LED八段数码管动态显示室温。经实验调试，用该方法对0--100℃范围的温度测量时，测量误差+0.4℃，可靠性好、抗干扰性能强。采用MCS－51系列单片机作为核心监控

5、器对外界温度进行测量。这样，既可以降低对温度传感器和放大电路的要求，从而降低成本，又可以针对不同外部环境或不同通道对温度显示及报警设定进行灵活修改。1.2系统方案框图本课题设计要求该系统需要利用电压型温度传感器采集水温并产生10mv/℃的电压信号，将放大后的信号送给转换器进行转换，通过单片机设定上下限报警温度并显示转换后的室温，具体流程图如图1：CPUA/D转换电路译码驱动电路显示电路放大电路传感器图1系统流程图2.工作原理2.1检测原理首先，使采集到的电压信号经过放大电路中的放大器OP07放大十倍后送入A

6、DC0804的输入端，A/D转换器（ADC0804）将模拟信号转换为数字信号后传给AT89C51，在此，将ADC0804的基准电压设为2.5V，由于它为8位转换器，由其内部转换关系可将输入信号扩大50倍，同时，将模拟信号转换为数字信号。该系统以AT89C51单片机为核心，将扩大500倍的信号缩小5倍，至此已将输入的微弱电压信号放大了100倍，现在的电压值便是水温值。然后经过P1口将数字信号传送给74LS138译码器以及驱动器CD4511使LED八段数码管动态显示水温。2.2传感器选择（1）电压型温度传感器L

7、M35DLM35系列是精密集成电路温度传感器，它们的输出电压与摄氏温度线性成比例,因而LM35有优于用开尔文标准的线性温度传感器，LM35无需外部校准或微调来提供±1/4℃的常用的室温精度，在-55～+150℃温度范围内为±3/4℃，LM35的额定工作温度范围为-55～+150℃，同时LM35C在-40℃到+110℃之间（-10℃用于改进度）。LM35系列适合用密封的TO-46晶体管封装，而LM35C也适合塑料TO-92晶体管封装。LM35特性如下：直接用摄氏温度校准；线性+10.0mV/℃比例因数；保证0

8、.5℃精度（在+25℃时）；-55～+150℃额定范围；适用于遥控设备；因晶体片微调而低费用；工作在4～30V；小于60μA漏泄电流；较低自热，在静止空气中0.08℃；只有±1/4℃非线性值；低阻抗输出，1mA负载时0.1Ω。　LM35D中的LM35D的工作电压为4V～20V，故可直接用温控电路的电源，但要加一个隔离二极管及平滑电容C。LM35D测温范围0℃～100℃，输出电压直接与摄氏温度成比例，灵敏度为10m