学子专区—ADALM2000实验： IC温度传感器

作者：Antoniu Miclaus，系统应用工程师

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

问题：

AD22100电压输出温度传感器和AD592电流输出温度传感器的工作原理有何区别？

您可以在学子专区论坛上找到问题答案。

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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。