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不用單片機的貼片式數字溫度計

發布時間:2012/6/18 20:13:03 訪問次數:4008

    這個溫度計的傳感器采用了集成FAN7527BMX溫度傳感器LM35,它具有0.5℃的精度和0.25℃的非線性誤差,對于日常生活應用來說已經足夠了。
    LM35是由NS所生產的溫度傳感器,其輸出電壓與攝氏溫標呈線性關系,溫度每升高1℃,輸出電壓增加1 0rTiV,溫度為oc時輸出OV。為了增加零下溫度測量功能,我增加了二極管,由它為LM35輸出端提供大約500mV的負壓。圖3所示為LM35的外圍電路。
    由于ICL7107配置為200mV滿量程,當溫度超過20℃時,LM35輸出電壓會超過其量程,因此我又添加了10:1衰減電阻網絡電路,以擴大溫度測量范圍。
    為了便于讀數,我還設計了“℃”顯示功能,即把一位數碼管倒置,用小數點顯示…,用段位a、b、c、d、e顯示“C”,同時取消了用作“1”和“一”顯示的數碼管,用第一個數碼管的小數點作為“”顯示,見圖4。因此,數據轉換輸出最大值為999~+999。
    這個制作完整的電路如圖5所示。實際制作時,本著美觀簡約的原則,我采用了貼片封裝的元件,PGB實物如圖6所示。
    裝配時依次裝好CL7107及其外圍電路,焊接好元件的正背面實物如圖7所示,并按圖8、圖9進行安裝、調試。
    因為ICL7107發熱會對LM35造成影響,我將LM35用杜邦線引出電路板(見圖10),這樣還可以用它很方便地測量物體的溫度。
    由于LM35不需要校正,因此只需要對ICL7107的參考電壓進行校正即可。校正方法如下:將一塊四位半或者更高的電壓表和PCB上LM35對應的接口同時接到一節干電池兩端,調節ICL7107基準電壓的電位器,直到ICL7107的示數與標準表的示數一致即可。
    注意,切不可采用直接測量ICL7107基準電壓的方法,因為ICL7107的基準電壓是高內阻電壓源,受測量表內阻的影響,基準電壓會有一定的降低,因此即使調準了,當測量表離開后,基準電壓會有一定的升高,從而造成顯示的溫度比實際的低,并且由于10:1衰減網絡會有一定的誤差,這個誤差也會被加到顯示結果中。調試完成后的結果如圖11所示。
    數字顯示部分的數碼管為紅色,而℃顯示的數碼管為綠色,給入耳目一新的感覺。
    經過一陣折騰,一個數字溫度計終于完工了,配上電源線和USB插頭,它就可以工作了。  “全家福”如圖13所示。
    如果LM35通過屏蔽線與PCB連接,則可作為遠傳式數字溫度計使用。例如,將LM35固定在室外,每天早晨不出屋門就可以看到室外的氣溫,從而根據溫度變化適當增減衣物。

                               

    這個溫度計的傳感器采用了集成FAN7527BMX溫度傳感器LM35,它具有0.5℃的精度和0.25℃的非線性誤差,對于日常生活應用來說已經足夠了。
    LM35是由NS所生產的溫度傳感器,其輸出電壓與攝氏溫標呈線性關系,溫度每升高1℃,輸出電壓增加1 0rTiV,溫度為oc時輸出OV。為了增加零下溫度測量功能,我增加了二極管,由它為LM35輸出端提供大約500mV的負壓。圖3所示為LM35的外圍電路。
    由于ICL7107配置為200mV滿量程,當溫度超過20℃時,LM35輸出電壓會超過其量程,因此我又添加了10:1衰減電阻網絡電路,以擴大溫度測量范圍。
    為了便于讀數,我還設計了“℃”顯示功能,即把一位數碼管倒置,用小數點顯示…,用段位a、b、c、d、e顯示“C”,同時取消了用作“1”和“一”顯示的數碼管,用第一個數碼管的小數點作為“”顯示,見圖4。因此,數據轉換輸出最大值為999~+999。
    這個制作完整的電路如圖5所示。實際制作時,本著美觀簡約的原則,我采用了貼片封裝的元件,PGB實物如圖6所示。
    裝配時依次裝好CL7107及其外圍電路,焊接好元件的正背面實物如圖7所示,并按圖8、圖9進行安裝、調試。
    因為ICL7107發熱會對LM35造成影響,我將LM35用杜邦線引出電路板(見圖10),這樣還可以用它很方便地測量物體的溫度。
    由于LM35不需要校正,因此只需要對ICL7107的參考電壓進行校正即可。校正方法如下:將一塊四位半或者更高的電壓表和PCB上LM35對應的接口同時接到一節干電池兩端,調節ICL7107基準電壓的電位器,直到ICL7107的示數與標準表的示數一致即可。
    注意,切不可采用直接測量ICL7107基準電壓的方法,因為ICL7107的基準電壓是高內阻電壓源,受測量表內阻的影響,基準電壓會有一定的降低,因此即使調準了,當測量表離開后,基準電壓會有一定的升高,從而造成顯示的溫度比實際的低,并且由于10:1衰減網絡會有一定的誤差,這個誤差也會被加到顯示結果中。調試完成后的結果如圖11所示。
    數字顯示部分的數碼管為紅色,而℃顯示的數碼管為綠色,給入耳目一新的感覺。
    經過一陣折騰,一個數字溫度計終于完工了,配上電源線和USB插頭,它就可以工作了。  “全家福”如圖13所示。
    如果LM35通過屏蔽線與PCB連接,則可作為遠傳式數字溫度計使用。例如,將LM35固定在室外,每天早晨不出屋門就可以看到室外的氣溫,從而根據溫度變化適當增減衣物。

                               

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