溫度補(bǔ)償電路功能及原理分析
電路的功能
傳感器溫度系數(shù)比較小時(shí),可用多種方式進(jìn)行溫度補(bǔ)償,但是如果溫度系數(shù)過(guò)大,有瞬間漂移,則必須大幅度地補(bǔ)償傳感器的放大系數(shù)。本電路的目標(biāo)是抵消+2%/°C的溫度系數(shù)??稍趥鞲懈浇惭b半導(dǎo)體溫度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
電路工作原理
電路采用了使用方便的LM35DZ進(jìn)行溫度檢測(cè)。不用調(diào)節(jié)即可獲得10MV/°C的輸出。溫度變化范圍若為0~50°C,輸出為0~500MV,被OP放大器A2放大10倍以后為0~+5V。
在除法電路中,0V附近不能作為分母輸入,所以以25°C為基準(zhǔn),放大倍數(shù)在1/1.5~1.5之間。
根據(jù)除法電路的運(yùn)算公式,EO=10z/-X,X=-10V時(shí),放大倍數(shù)為1,所以使放大倍數(shù)A在1.5~3之間改變,X輸入端的電壓變化范圍為-3.3V~6.66V。因此,須用OP放大器A3把5V電壓改變?yōu)?.33V,其放大倍數(shù)小于1,在25°C基準(zhǔn)溫度下,用VR4把A3的同相輸入電壓置偏-5V。
本電路的作用是在溫度上升時(shí),降低放大倍數(shù)。如希望進(jìn)行與此相反的補(bǔ)償時(shí),把除法電路改為乘法電路,進(jìn)行EO=X.Y/10的運(yùn)算即可。除法電路用了普通的AD532,其詳細(xì)說(shuō)明及調(diào)整請(qǐng)參看“用于比率計(jì)算的除法運(yùn)算電路”
元件的選擇
溫度轉(zhuǎn)換電路用的傳感器可獲得10MV/°C的輸出,對(duì)OP放大器A2、A3及其外圍元件的精度和穩(wěn)定度沒(méi)有嚴(yán)格的要求。由于溫度傳感器裝在需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鞲浇紤]到外來(lái)噪聲,加了由R5和C1組成的濾波器(FC=16HZ)。
調(diào)整
為了保證產(chǎn)生準(zhǔn)確的補(bǔ)償電壓,可先把溫度傳感器折下來(lái),外接輸入0V、250MV、500MV的電壓,調(diào)節(jié)VR4、VR5使OP放大器的輸出為-3.33V~-6.66V,步驟是先把VR5調(diào)在中間位置,A3的放大倍數(shù)為0.66倍,輸入250MV,然后調(diào)整VR4,使A3輸出為-5.0V。
調(diào)節(jié)VR5,使輸入在0~500MV時(shí),輸出有3.33V的變化。根據(jù)使用目的,有可能需要改變補(bǔ)償范圍。
因?yàn)闇囟葌鞲衅鞯妮敵鲭妷壕瓤稍?~2%以內(nèi)。所以可直接裝在電路上,如能找到準(zhǔn)確的溫度環(huán)境,也可先用萬(wàn)用表測(cè)定電壓,確認(rèn)無(wú)誤之后再組裝。
除法電路在放大倍數(shù)大于1的情況下工作。25°C基準(zhǔn)溫度下放大倍數(shù)取2,變化范圍為1.5~3。如要交、直流補(bǔ)償信號(hào)均可采用,可準(zhǔn)備1KHZ的振蕩器,把放大倍數(shù)A換算成分貝,然后用電平調(diào)整。