ADALM2000: 温差传感器

目标

T本实验活动的目标是使用二极管设计一个温差传感器电路。

背景知识

假设二极管内电流恒定,温度每升高1°C,二极管的正向电压降, VD降低约2 mV。图1所示的电路以此特性为基础设计简单的温 差传感器。最好采用同样类型、来自同一家制造商的二极管。两个二极管都是正向偏置,使用相同的电阻值来设定相同的电流,至少在温度相同的情况下是这样。二极管 DSENSE 用作温度传感器,DREF 用作温度参考传感器,始终保持恒定温度,方便起见 这里设置为室温即25°C。因此,二极管的电压差 VTEMP 与温差成正比。

材料:

  • ADALM2000主动学习模块
  • 无焊面包板
  • 两个1 kΩ电阻
  • 两个小信号二极管(1N914或类似元件)

指导

使用两个1N914二极管,构建图1所示的电路。

图1. 温差电路。

硬件设置

将示波器的输入1+连接到 VTEMP的正极端子,将示波器的输入1–连接到 VTEMP的负极端子。使用示波电压表或示波器来监测 VTEMP的值(使用 True RMS测量显示器)。使用电压表的自动量程,或将示波器的 Volts/Div量程设置为最灵敏的值(10 mV),并且确保启用通道1。将Vp连接至5 V电源。

图2. 温差面包板电路。

程序步骤

步骤1

让两个二极管达到相同的温度: TSENSE = TREF。测量,并将失调电压记录为TAMP ;在以后的测量中减去这个失调电压值。

图3. TSENSE = TREF温差波形。

步骤2

用手指触摸传感器二极管,为其加热。等待电压稳定之后,减去 VTEMP值,然后将得到的值记录为体温电压。您还可以试着使用吸管将呼出的热气吹到传感器二极管上。

图4. TSENSE > TREF温差波形。
  • 如果条件允许的话,用薄塑料袋包裹传感器二极管,然后将它浸入冰水中冷却。等待电压稳定之后,减去 VTEMP 值,然后将得到的值记录为冰点电压。
  • 确定温度传感器输出 VTEMP的灵敏度,单位是mV/°C。

问题

  • 您可以使用二极管方程推导出测量的灵敏度(单位:mV/°C)吗?
  • 在本次实验配置中,参考二极管起什么作用?

您可以在学子专区博客上找到问题答案。


作者

Doug Mercer

Doug Mercer

Doug Mercer 在1977至2009年间一直在ADI公司从事全职工作,最后14年担任ADI公司研究员。ADI公司高速转换器产品系列的30多款标准产品都有他的贡献,AD783就是其中一款。自2009年起,他转而担任ADI公司的兼职顾问研究员,最近主要是作为ADI公司与伦斯勒理工学院的联络人,从事本科生电气工程教育推广和发展方面的工作。

Antoniu Miclaus

Antoniu Miclaus

Antoniu Miclaus [antoniu.miclaus@analog.com]是ADI公司的系统应用工程师,从事ADI学术项目、Circuits from the Lab®嵌入式软件和QA过程管理工作。他于2017年2月在罗马尼亚克卢日-纳波卡开始在ADI公司工作。

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,拥有克卢日-纳波卡科技大学电子与电信工程学士学位。