學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn):IC溫度傳感器
目標(biāo)
本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目標(biāo)是使用集成電路溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度,這些溫度傳感器提供與絕對(duì)溫度成比例的輸出(電流或電壓)。
使用AD22100測(cè)量溫度
背景知識(shí)
AD22100是一款片內(nèi)集成信號(hào)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(hào)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(jì)得以大大簡(jiǎn)化,整體系統(tǒng)成本也會(huì)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(shí),擺幅范圍為0.25 V (-50°C)至4.75 V (+150°C)。
材料
ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊
無焊試驗(yàn)板和跳線套件
AD22100溫度傳感器
硬件設(shè)置
對(duì)于溫度測(cè)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(yàn)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(yàn)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(cè)以獲取輸出電壓函數(shù)。
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(gè)新的數(shù)學(xué)通道,以便觀測(cè)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(cè)量功能。M1的平均測(cè)量值表示實(shí)際環(huán)境溫度。
圖3.輸出電壓和溫度測(cè)量
使用AD592測(cè)量溫度
背景知識(shí)
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(duì)溫度成比例。在寬電源電壓范圍內(nèi),該器件可充當(dāng)一個(gè)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(shí),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(cè)量精度。
材料
ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊
無焊試驗(yàn)板和跳線套件
AD592電流溫度傳感器
一個(gè)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(cè)量電壓,因此有必要在傳感器輸出端連接一個(gè)電阻,并應(yīng)用歐姆定律來計(jì)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(jìn)行連接。
圖5.AD592試驗(yàn)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(cè)可知,其輸出電流以1 μA/K的比例增加,0°C時(shí)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(diǎn),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(qǐng)?zhí)砑右粋€(gè)新的數(shù)學(xué)通道,并使用方程4作為函數(shù)。請(qǐng)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(cè)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?
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