基于LM35温度传感器的温控系统设计DesignoftemperaturecontrolsystembasedonLM35temperaturesensor摘要:本文介绍了一种应用LM35温度传感器开发的温控系统,重点阐述了系统结构、工作原理、采样值量化。同时对LM35传感器特性、系统硬件电路设计、软件设计也作了介绍。该系统体积小、成本低、工作可靠。具有很高工程应用价值。系统稍加改动或扩展,还可以完成温度测量等功能。关键词:温度传感器;工作原理;硬件设计;软件设计中图分类号:TH765.2+6文献标识码:A文章编号:1008—0570(2004)09一∞51-02Abstract:ThearticleintroducesatemperaturecontrolsystemwhichisbasedonLM35temperaturesensor.Theauthorempha—sizesparticularlyonthestructureofsystem,workingtheoryandthemeasurementofsamplingvalue.WhatSmore,itincludesthecharacteristicsofLM35temperaturesensor,thecircuitde—signofsystemhardwareandthedesignofsoftware.Thesystemhasmanycharacteristics—littlevolume,lowcostandworkingstability,anditisveryusefultotheengineeringapplieation.Thissystemalsocanaccomplishthefunctionofmeasuringtem—peratureifwechangeorextenditslightly.Keywords:temperaturesensor;workingtheory;thedesignofhardware;thedesignofsoftware.1引言在各类民用控制、工业控制以及航空航天技术方面.温度测量和温度控制得到了广泛使用。在很多工作场合,元器件工作温度指标达不到工业级或普军级温度要求.可以通过设计加温电路的办法得以解决。小型、低功耗、可靠性高、低成本的温度传感器已经越来越受到设计者的关注。本文介绍了一种基于LM35温度传感器开发的温控系统硬件电路及软件设计。2LM35温度传感器LM35是NS公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一,它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围.它的输出电压与摄氏温度线性成比例,因而,一般来说,LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处.LM35无需外部校准或微调,可以提供±l,4℃的常用的室温精度。+工作电压:直流4~30V;4工作电流:小于i331xA+输出电压:+6V~一1.0V+输出阻抗:ImA负载时0.1Xq:4精度:0.5℃精度(在+25。1:1时);+漏泄电流:小于60雌;}比例因数:线性+10.OmV/。C;+非线性值:±1/40C;t校准方式:直接用摄氏温度校准;+封装:密封T0-46晶体管封装或塑料TO一92晶体管封装;}使用温度范围:一55~+150℃额定范围。引脚介绍:①正电源Vcc;②输出;③输出地/电源地。3系统结构及工作原理温控电路由传感器电路、信号调理电路、A/D采样电路、单片机系统、输出控制电路、加温电路构成。电路基本工作原理:传感器电路将感受到的温度信号以电压形式输出到信号调理电路.信号经过调理后输入到A/D采样电路,由A/D转换器将数字量值送给单片机系统,单片机系统根据设计的温度要求判断是否需要接通加温电路。本文设计时以当Occ为判别依据,温度量值低于或等于0℃时,使加温电路接通。当温度量值高于0。C时,加温电路停止工作。传信输环号A/D堕出加感采片境——+器——+调——+样■机◆控——+温温理制电度电电电系电路路路统路路图1温控系统原理框图从图1中可以看出.无论是何种原因导致环境温度低于0℃.单片机系统将输出相应的逻辑电平(本例设计为低电平),经驱动后控制输出电路的继电器闭合,加温电路工作。此系统是~个开环控制系统。4核心硬件电路设计及采样值量化传感器电路采用核心部件是LM35AH,供电电压为直流15V时,工作电流为120mA,功耗极低,在全温度范围工作时,电流变化很小。电压输出采用差动信号方式,由2、3引脚直接输出,电阻R为18K普通电阻,D1、D2为1N4148。如图2。此适用于测温范围为一55~+150℃场合。如果测温范围变化,可以对此电路作一些调整。笔者曾单独对此电路做过温度试验,把传感器放在温变循环箱中.每隔5℃作为一个测试点,观测并记录输出电压。(测试数据和U—T曲线限于篇幅,从略。)试验结果表明LM35AH的线性度是令人满意的。信号调理电路主要完成对传感器信号放大和限幅的功能,将传感器电路输出的变化范围为2V左右的直流...