pn结温度传感器及测温电路原理

pn结温度传感器及测温电路原理 PN结温度传感器及测温电路原理 温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有:膨胀、电阻、电容、而电动势、 磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。 由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。具体可参考本站文章:常用的测温传感器的种类与测温范围 及 常用温度传感器的比较 及选型。温度传感器的种类较多，我们主要介绍PN结温度传感器及应用电路。 PN结温度传感器 工作原理 晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1?时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管(如玻璃封装的开关二极管1N4148)或采用硅三极管(可将集电极和基极短接)接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50—+150?。典型的温度曲线如图1所示。同型号的二极管或三极管特性 不完全相同，因此它们的互换性较差。 应用电路(一) 图(2)是采用PN结温度传感器的数字式温度计，测温范围-50—150?，分辨率为0.1?,在0—100?范 围内精度可达?1?。 图中的R1，R2，D，W1组成测温电桥，其输出信号接差动放大器A1，经放大后的信号输入0—?2.000V数字式电压表(DVM)显示。放大后的灵敏度10mV/?。A2接成电压跟随器。与W2配合可调节放大器A1 的增益。 通过PN结温度传感器的工作电流不能过大，以免二极管自身的温升影响测量精度。一般工作电流为100—300mA。采用恒流源作为传感器的工作电流较为复杂，一般采用恒压源供电，但必须有较好的稳压精度。 精确的电路调整非常重要，可以采用广口瓶装入碎冰渣(带水)作为0?的，采用恒温水槽或油槽及标准温度计作为100?或其它温度标准。在没有恒水槽时，可用沸水作为100?的标准(由于各地的气压不同，其 沸点不一定是100?，可用0—100?的水银温度计来校准)。 将PN结传感器插入碎冰渣广口瓶中，等温度平衡，调整W1，使DVM显示为0V，将PN结传感器插入沸水中(设沸水为100?)，调整W2，使DVM实现为100.0V，若沸水温度不是100?时，可按照水银温度计上的读数调整W2，使DVM显示值与水银温度计的数值相等。再将传感器插入0?环境中，等平衡后看显示是否仍为0V，必要时再调整W1使之为0V，然后再插入沸水，看是否与水银温度计计数相等，经过几次反复调整 即可。 图中的DVM是通用3位半数字电压表模块MC14433，可以装入仪表及控制系统中作显示器。MC14433 的应用电路可参考本网站的常用A/D转换器中的技术手册。它的主要技术指标如下: 基本量程:?1.999V(2V) 线性误差:该读数的0.05%?1字 电源:5—7.5V单电源 平均功耗:300mW 过量程时:数字闪烁 DU脚接地时:数据可保持 应用电路(二) 下面我们来看看利用不带A/D转换器的单片机实现测温的应用电路。 这里我们选用内带一个模拟比较放大器的AT89C2051单片机来实现这一功能，AT89C2051是一片ATMEL公司推出的兼容C51的8位单片机，内带2k的Flash程序存储器，128字节的内部RAM,具有15个I/O口，6个中断源，只有20个引脚，价格也相当便宜，可谓价廉物美的单片机。详细的资料可参见本网站的“ATMEL单片机”中的AT89C2051。其中内含一个模拟比较放大器，P1.0是比较放大器的同相输入端，P1.1是比较放大器的反相输入端，这两个输入输出口内部并没有上拉电阻，比较放大器的输出端连至P3.6，也没有引出，但 可用指令访问该引脚。 在该单片机外接RC元件即可构成简单的，低精度的A/D转换电路，电路如图3所示，P1.0(同相端)接上RC充放电阻和电容，P1.1(反相端)作为外部被测温度电压的输入端，作为PN结温度传感器，本身输出电压 较低，可参照上一节我们给出的放大电路，温度传感电压经放大后再引至单片机的输入端。P1.2充放电控制端通过一个数kΩ的电阻接正电源Vcc，因为R1远小于R2，可以认为在P1.2输出逻辑高电平时，电压是相当接 近Vcc高电平的。 电路工作过程如下:程序开始时，先置P1.2为逻辑低电平，并延时一小段时间，使P1.2为低电平，电容C经R2放完电，此时，P1.0=0V，而P1.1>0V,比较放大器输出“0”电平，接着置P1.2为高电平，同时定时器开始计时，当电容C上的电压Vc充到Vc=Vx时，P1.0与P1.1的电位相等，比较放大器的同相端和反相端电平相等时，输出端P3.6输出高电平，当扫描查询到P3.6为高电平时即停止计时，那么只要测得开始对电容充 电到P3.6输出高电平的时间，通过换算即可得到外部被测温度电压的值。 这里需要指出，从图5中我们可以看到，电容器的充电过程并非线性，其充电过程可以描述为: 这个非线性特性，我们在单片机编程时，可以通过补偿和校正的方法加以解决，最常用的方法也是最简单的 方法是通过查表的办法进行修正。这样便可满足一种低精度简易的温度测量要求。 名句赏析～～～～～ 不限 主题 不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物 山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》 人生若只如初见，何事秋风悲画扇。____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》 十年生死两茫茫，不思量，自难忘。____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》 只愿君心似我心，定不负相思意。____李之仪《卜算子?我住长江头》 玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》 曾经沧海难为水，除却巫山不是云。____元稹《离思五首?其四》 愿得一心人，白头不相离。____卓文君《白头吟》 去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》 平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》 入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》 山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》 人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》 一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》 两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》 执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》 花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。____李清照《一剪梅?红藕香残玉簟秋》 问世间，情为何物，直教生死相许,____元好问《摸鱼儿?雁丘词 / 迈陂塘》 一日不见兮，思之如狂。____司马相如《凤求凰 / 琴歌》 人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》 世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》 林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》 独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____毛泽东《沁园春?长沙》 身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》 滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》 怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》 此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》 思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》 取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》 若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》 雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》 少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》 自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》 近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》 一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。____杜牧《过华清宫绝句三首》 抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。____李白《宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌》 疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》 人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》 时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》 一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》 天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》 问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》 似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》 菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》 溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》 春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》 枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》 空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》 人到情多情转薄，而今真个悔多情。____纳兰性德《山花子?风絮飘残已化萍》 同是天涯沦落人，相逢何必曾相识～____马致远《杂剧?江州司马青衫泪》 浮云一别后，流水十年间。____韦应物《淮上喜会梁川故人 / 淮上喜会梁州故人》 名句赏析～～～～～ 不限 主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物 山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》 人生若只如初见，何事秋风悲画扇。____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》 十年生死两茫茫，不思量，自难忘。____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》 只愿君心似我心，定不负相思意。____李之仪《卜算子?我住长江头》 玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》 曾经沧海难为水，除却巫山不是云。____元稹《离思五首?其四》 愿得一心人，白头不相离。____卓文君《白头吟》 去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》 平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》 入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》 山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》 人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》 一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》 两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》 执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》 花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。____李清照《一剪梅?红藕香残玉簟秋》 问世间，情为何物，直教生死相许,____元好问《摸鱼儿?雁丘词 / 迈陂塘》 一日不见兮，思之如狂。____司马相如《凤求凰 / 琴歌》 人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》 世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》 林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》 独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____毛泽东《沁园春?长沙》 身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》 滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》 怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》 此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》 思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》 取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》 若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》 雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》 少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》 自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》 近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》 一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。____杜牧《过华清宫绝句三首》 抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。____李白《宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌》 疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》 人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》 时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》 一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》 天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》 问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》 似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》 菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》 溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》 春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》 枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》 空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》 人到情多情转薄，而今真个悔多情。____纳兰性德《山花子?风絮飘残已化萍》 同是天涯沦落人，相逢何必曾相识～____马致远《杂剧?江州司马青衫泪》 浮云一别后，流水十年间。____韦应物《淮上喜会梁川故人 / 淮上喜会梁州故人》 论诗三十首?其四 (53人评分) 8.7 朝代:金朝 作者:元好问 原文: 一语天然万古新，豪华落尽见真淳。 南窗白日羲皇上，未害渊明是晋人。 写翻译 写翻译写赏析 写赏析纠错 纠错收藏 收藏评分:很差较差还行推荐力荐 参考翻译 写翻译 写翻译 译文 陶渊明的诗语言平淡、自然天成，摒弃纤丽浮华的敷饰，露出真朴淳厚的美质，令人读来万古常新。陶渊明自谓自己是上古时代的人，但并未妨碍他仍然是个晋人。? 参考赏析 写赏析 写赏析 赏析 这首诗是元好问评晋代诗人陶渊明。出于对当时诗坛雕琢粉饰、矫揉造作诗风的反感，元好问评论晋代诗人陶渊明时前两句说:“一语天然万古新，豪华落尽见真淳。”元好问崇尚陶渊明诗歌自然天成而无人工痕迹，清新真淳而无雕琢之弊。陶渊明的诗句自然质朴不假修饰，剥尽铅华腻粉，独见真率之情志，具有真淳隽永、万古常新的永恒? 作者介绍 元好问 元好问 元好问，字裕之，号遗山，太原秀容(今山西忻州)人;系出北魏鲜卑族拓跋氏，元好问过继叔父元格;七岁能诗，十四岁从学郝天挺，六载而业成;兴定五年(1221)进士，不就选;正大元年(1224 )，中博学宏词科，授儒林郎，充国史院编修，历镇平、南阳、内乡县令。八年(1231)秋，受诏入都，除尚书省掾、左司都事，转员外郎;金亡不仕，元宪宗七年卒于获鹿寓舍;工诗文，在金元之际颇负重望;诗词风格沉郁，并多伤时感事之作。其《论诗》绝句三十首在中国文学批评史上颇有地位;作有《遗山集》又名《遗山先生文集》，编有《中州集》。...