作者：Antoniu Miclaus，系統(tǒng)應(yīng)用工程師

目標

本實驗活動的目標是使用集成電路溫度傳感器測量環(huán)境溫度，這些溫度傳感器提供與絕對溫度成比例的輸出（電流或電壓）。

使用AD22100測量溫度

背景知識

AD22100是一款片內(nèi)集成信號調(diào)理功能的單芯片溫度傳感器，其工作溫度范圍為-50°C至+150°C，非常適合眾多應(yīng)用。由于內(nèi)置信號調(diào)理功能，因此無需任何調(diào)整、緩沖或線性化電路，系統(tǒng)設(shè)計得以大大簡化，整體系統(tǒng)成本也會降低。輸出電壓與溫度和電源電壓成比例，采用5.0 V單電源時，擺幅范圍為0.25 V (-50°C)至4.75 V (+150°C)。

材料

?ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊

?無焊試驗板和跳線套件

?AD22100溫度傳感器

硬件設(shè)置

對于溫度測量，需要將傳感器連接到電源，將輸出連接到示波器。圖2顯示了無焊試驗板上的傳感器連接。

圖1.AD22100溫度傳感器引腳排列。

圖2.AD22100溫度傳感器的試驗板連接

程序步驟

打開Scopy并啟用5 V正電源電壓。在示波器的通道1上，您將看到傳感器的輸出電壓。要獲得溫度值，需要參考傳感器的數(shù)據(jù)手冊以獲取輸出電壓函數(shù)。

From the output voltage function given by Equation 1, you can extract the equation for the ambient temperature (TA).

根據(jù)方程1給出的輸出電壓函數(shù)，可以提煉出環(huán)境溫度(TA)的方程。

向示波器添加一個新的數(shù)學(xué)通道，以便觀測溫度值。在f(t)中插入方程2，并將M1通道分辨率設(shè)置為10 V/div。啟用示波器的測量功能。M1的平均測量值表示實際環(huán)境溫度。

圖3.輸出電壓和溫度測量

使用AD592測量溫度

背景知識

AD592是一款2端單芯片集成電路溫度傳感器，其輸出電流與絕對溫度成比例。在寬電源電壓范圍內(nèi)，該器件可充當一個高阻抗、1 μA/K溫度相關(guān)電流源。采用單電源（4 V至30 V）時，AD592可在較寬的工作溫度范圍（-25°C至+105°C）內(nèi)提供0.5°C的測量精度。

材料

?ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊

?無焊試驗板和跳線套件

?AD592電流溫度傳感器

?一個1 kΩ電阻

硬件設(shè)置

圖4顯示了傳感器引腳排列。ADALM2000只能測量電壓，因此有必要在傳感器輸出端連接一個電阻，并應(yīng)用歐姆定律來計算電流值。

圖4.AD592電流溫度傳感器引腳排布。

按圖5所示方式進行連接。

圖5.AD592試驗板連接。

程序步驟

打開Scopy并啟用5 V正電源電壓。在示波器的通道1上，您將看到電阻上的電壓。應(yīng)用歐姆定律可得出電流值。

通過電阻的電流等于通道1上讀取的電壓除以其電阻值。所用電阻為1 kΩ，因此電流的數(shù)值與電壓相同，不過單位是微安。從傳感器的數(shù)據(jù)手冊可知，其輸出電流以1 μA/K的比例增加，0°C時的輸出電流為273 μA。

圖6.AD592的輸出電流與溫度的關(guān)系

知道了這一點，我們就可以應(yīng)用從K到°C的轉(zhuǎn)換公式：

要在示波器工具上顯示溫度，請?zhí)砑右粋€新的數(shù)學(xué)通道，并使用方程4作為函數(shù)。請記住，通道1電壓以mV為單位，傳感器的輸出電流以μA為單位。這意味著，如果您想在通道M1上獲得溫度，必須將通道CH1上讀取的值減去0.273。

圖7.電阻電壓和溫度測量

問題：

AD22100電壓輸出溫度傳感器和AD592電流輸出溫度傳感器的工作原理有何區(qū)別？

您可以在學(xué)子專區(qū)論壇上找到問題答案。

關(guān)于ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，致力于在現(xiàn)實世界與數(shù)字世界之間架起橋梁，以實現(xiàn)智能邊緣領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新。ADI提供結(jié)合模擬、數(shù)字和軟件技術(shù)的解決方案，推動數(shù)字化工廠、汽車和數(shù)字醫(yī)療等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)，并建立人與世界萬物的可靠互聯(lián)。ADI公司2022財年收入超過120億美元，全球員工2.4萬余人。攜手全球12.5萬家客戶，ADI助力創(chuàng)新者不斷超越一切可能。更多信息，請訪問www.analog.com/cn。

關(guān)于作者

Antoniu Miclaus現(xiàn)為ADI公司的系統(tǒng)應(yīng)用工程師，從事ADI教學(xué)項目工作，同時為Circuits from the Lab®、QA自動化和流程管理開發(fā)嵌入式軟件。他于2017年2月在羅馬尼亞克盧日-納波卡加盟ADI公司。他目前是貝碧思鮑耶大學(xué)軟件工程碩士項目的理學(xué)碩士生。他擁有克盧日-納波卡科技大學(xué)電子與電信工程學(xué)士學(xué)位。