智能传感

ADALM2000实验:IC温度传感器

2025China.cn   2023年11月20日

目标:本实验活动的目标是使用集成电路温度传感器测量环境温度,这些温度传感器提供与绝对温度成比例的输出(电流或电压)。

使用AD22100测量温度

背景知识

AD22100是一款片内集成信号调理功能的单芯片温度传感器,其工作温度范围为-50°C至+150°C,非常适合众多应用。由于内置信号调理功能,因此无需任何调整、缓冲或线性化电路,系统设计得以大大简化,整体系统成本也会降低。输出电压与温度和电源电压成比例,采用5.0 V单电源时,摆幅范围为0.25 V (-50°C)至4.75 V (+150°C)。

材料

● ADALM2000主动学习模块

● 无焊试验板和跳线套件

● AD22100温度传感器

硬件设置

对于温度测量,需要将传感器连接到电源,将输出连接到示波器。图2显示了无焊试验板上的传感器连接。

图1.AD22100温度传感器引脚排列。

图2.AD22100温度传感器的试验板连接

程序步骤

打开Scopy并启用5 V正电源电压。在示波器的通道1上,您将看到传感器的输出电压。要获得温度值,需要参考传感器的数据手册以获取输出电压函数。

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

根据方程1给出的输出电压函数,可以提炼出环境温度(TA)的方程。

向示波器添加一个新的数学通道,以便观测温度值。在f(t)中插入方程2,并将M1通道分辨率设置为10 V/div。启用示波器的测量功能。M1的平均测量值表示实际环境温度。

图3.输出电压和温度测量

使用AD592测量温度

背景知识

AD592是一款2端单芯片集成电路温度传感器,其输出电流与绝对温度成比例。在宽电源电压范围内,该器件可充当一个高阻抗、1 µA/K温度相关电流源。采用单电源(4 V至30 V)时,AD592可在较宽的工作温度范围(-25°C至+105°C)内提供0.5°C的测量精度。

材料

● ADALM2000主动学习模块

● 无焊试验板和跳线套件

● AD592电流温度传感器

● 一个1 kΩ电阻

硬件设置

图4显示了传感器引脚排列。ADALM2000只能测量电压,因此有必要在传感器输出端连接一个电阻,并应用欧姆定律来计算电流值。

图4.AD592电流温度传感器引脚排布。

按图5所示方式进行连接。

图5.AD592试验板连接。

程序步骤

打开Scopy并启用5 V正电源电压。在示波器的通道1上,您将看到电阻上的电压。应用欧姆定律可得出电流值。

通过电阻的电流等于通道1上读取的电压除以其电阻值。所用电阻为1 kΩ,因此电流的数值与电压相同,不过单位是微安。从传感器的数据手册可知,其输出电流以1 µA/K的比例增加,0°C时的输出电流为273 μA。

图6.AD592的输出电流与温度的关系

知道了这一点,我们就可以应用从K到°C的转换公式:

要在示波器工具上显示温度,请添加一个新的数学通道,并使用方程4作为函数。请记住,通道1电压以mV为单位,传感器的输出电流以μA为单位。这意味着,如果您想在通道M1上获得温度,必须将通道CH1上读取的值减去0.273。

图7.电阻电压和温度测量

关于作者

Antoniu Miclaus现为ADI公司的系统应用工程师,从事ADI教学项目工作,同时为Circuits from the Lab®、QA自动化和流程管理开发嵌入式软件。他于2017年2月在罗马尼亚克卢日-纳波卡加盟ADI公司。他目前是贝碧思鲍耶大学软件工程硕士项目的理学硕士生。他拥有克卢日-纳波卡科技大学电子与电信工程学士学位。

(ADI)

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