用二極管設(shè)計一個溫差傳感器電路
發(fā)布時間:2020-01-14 來源:Doug Mercer 和 Antoniu Miclaus 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】假設(shè)二極管內(nèi)電流恒定,溫度每升高1°C,二極管的正向電壓降, VD降低約2 mV。圖1所示的電路以此特性為基礎(chǔ)設(shè)計簡單的溫 差傳感器。最好采用同樣類型、來自同一家制造商的二極管。兩個二極管都是正向偏置,使用相同的電阻值來設(shè)定相同的電流,至少在溫度相同的情況下是這樣。二極管 DSENSE 用作溫度傳感器,DREF 用作溫度參考傳感器,始終保持恒定溫度,方便起見 這里設(shè)置為室溫即25°C。因此,二極管的電壓差 VTEMP 與溫差成正比。
材料:
● ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊
● 無焊面包板
● 兩個1 kΩ電阻
● 兩個小信號二極管(1N914或類似元件)
指導(dǎo)
使用兩個1N914二極管,構(gòu)建圖1所示的電路。
圖1. 溫差電路。
硬件設(shè)置
將示波器的輸入1+連接到 VTEMP的正極端子,將示波器的輸入1–連接到 VTEMP的負極端子。使用示波電壓表或示波器來監(jiān)測 VTEMP的值(使用 True RMS測量顯示器)。使用電壓表的自動量程,或?qū)⑹静ㄆ鞯?Volts/Div量程設(shè)置為最靈敏的值(10 mV),并且確保啟用通道1。將Vp連接至5 V電源。
圖2. 溫差面包板電路。
程序步驟
步驟1
讓兩個二極管達到相同的溫度: TSENSE = TREF。測量,并將失調(diào)電壓記錄為TAMP ;在以后的測量中減去這個失調(diào)電壓值。
圖3. TSENSE = TREF溫差波形。
步驟2
用手指觸摸傳感器二極管,為其加熱。等待電壓穩(wěn)定之后,減去 VTEMP值,然后將得到的值記錄為體溫電壓。您還可以試著使用吸管將呼出的熱氣吹到傳感器二極管上。
圖4. TSENSE > TREF溫差波形。
如果條件允許的話,用薄塑料袋包裹傳感器二極管,然后將它浸入冰水中冷卻。等待電壓穩(wěn)定之后,減去 VTEMP 值,然后將得到的值記錄為冰點電壓。
確定溫度傳感器輸出 VTEMP的靈敏度,單位是mV/°C。
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