作者 主题:晶体管作为温度传感器 (Read 7235 times)

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离线 瑞萨科技

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晶体管作为温度传感器
« on: 2016年12月26日,上午10:40:08»
大家好,

我是这个论坛的新手。请考虑我的问题,即使这是一个愚蠢的问题。

在我的项目中,我想使用MMBT3904晶体管检测特定容器的温度。 我正在使用SMD晶体管。我已将晶体管的基极连接到微控制器的ADC引脚,并将晶体管的发射极接地。晶体管的集电极开路。

为了获得ADC引脚上的温度值,发射极应要求偏置电流。发射极偏置后,我将获得ADC的温度值。

现在的事情是,假设我用数字万用表对其进行偏置,然后在室温即房间温度(因为我的ADC为10位)下得到的dc值为145,而数字万用表中的值为0.665V。万用表的偏置电流约为100微安。

我不知道'想要连接数字万用表。我必须连接具有相同adc值(即145)的500微安电流的恒定电流源。

请帮我解决一下这个。如果需要其他信息,请告诉我。

等待您的回复。
 

离线 约翰瓦

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« 在以下方面回复#1: 2016年12月26日,上午11:42:23»
您好瑞萨(T.

有一个简单的解决方案来解决您的问题。您需要的是从正电源到晶体管基极的电阻。例如,对于5V电源,给出500uA,我们R = V / I =(5-0.665)/0.0005=8670欧姆。如果您在软件中稍微调整了校准,则10k就可以了。这不是理想的500uA电流源,但足以满足您的需求。

使用晶体管(或二极管,也可以工作)对于廉价的温度传感器来说是很好的选择,但是如果您希望减少校准的麻烦,则可以考虑使用LM60之类的产品。

 

离线 瑞萨科技

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« 在以下问题上回复#2: 2016年12月26日,上午11:55:26»
你好约翰瓦,

谢谢回复。

我将这样做,并将检查一次。但是,在室温下,对于ADC上具有相同值的任何电源电压,我都需要一个恒定电流源。

请提出同样的建议。

如果我的问题通过电阻器方法解决或需要找到其他解决方案,我将感到高兴。
 

离线 约翰瓦

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« 在以下方面回复#3: 十二月26,2016,12:31:28下午»
该微控制器在哪种系统中?当然,您将有稳定的电源(例如5V或3.3V)为微控制器供电吗?如果您有一个供外部外部稳压电源供电的微控制器板,则板上可能会有一个稳压器可供您接入。

但是,我认为您将不得不放弃获取 确切地 每次ADC计数为145。由于组件的公差,您总是会遇到一些错误,您必须接受或校准。可以通过用微调电位器代替电阻器来进行校准,但是用软件进行校准可能会更好。

还要注意,您似乎为ADC使用5V参考电压,其电压分辨率为5 /(2 ^ 10)=〜5mV。假设温度变化1摄氏度对应于2mV的电压变化,那么您的读数无论如何都只能精确到2度左右。

这些都是相当基本的计算-您可能需要对ADC有所了解。
 

离线 奥罗洛

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« 在以下方面回复#4: 十二月26,2016,12:38:10下午»
有关使用PN结来感测温度的信息,请参见 线性技术AN137。 PNP二极管连接的传输器优于使集电极悬空。过滤帽对于抑制噪声很重要。

对于对电压和温度不敏感的恒定电流源,可以使用稳压器, 如TL431或ATL431,以及另一个晶体管。
 

离线 狡猾的

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« 在以下问题上回复#5: 十二月26,2016,12:42:55下午»
LM35 

数据表摘要

LM35系列是精密集成电路
输出电压线性比例的温度设备
到摄氏温度。这
LM35器件比线性器件具有优势
用户可使用开尔文校准的温度传感器
不需要减去较大的恒定电压
从输出中获得便捷的摄氏度
缩放。 LM35设备不需要任何
外部校准或修整以提供典型的
室温下的精度为±¼°C,±¾°C的精度
整个温度范围为55°C至150°C。降低
通过修整和校准可以确保成本
晶圆水平。低输出阻抗,线性输出,
和LM35器件的精确固有校准
与读数或控制电路接口
特别容易。该设备使用单电源
耗材,或带正负耗材。作为
LM35器件仅从电源消耗60 A电流,它具有
在静止空气中的自发热极低,低于0.1°C。这
LM35器件的额定工作温度为55°C至
温度范围为150°C,而LM35C器件为
额定温度范围为40°C至110°C(
精度提高)。 LM35系列设备是
可用密封TO晶体管封装
封装,而LM35C,LM35CA和LM35D
塑料TO-92晶体管中提供了各种设备
包裹。 LM35D器件采用8引脚封装
表面贴装小型封装和塑料
TO-220封装。
 

离线 约翰瓦

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« 在以下方面回复#6: 十二月26,2016,01:05:58下午»
有关使用PN结来感测温度的信息,请参见 线性技术AN137。 PNP二极管连接的传输器优于使集电极悬空。过滤帽对于抑制噪声很重要。


很高兴找到orolo,看起来很全面。虽然我认为我会坚持 LM60s,除非我真的一分钱pin
 

离线 奥罗洛

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« 在以下方面回复#7: 2016年12月26日,下午01:21:10»
很高兴找到orolo,看起来很全面。虽然我认为我会坚持 LM60s,除非我真的一分钱pin
我同意,有许多廉价,低功耗,低占位温度感测IC。 LM60是一个很好的例子。
 

离线 Seekonk

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« 在以下方面回复#8: 十二月26,2016,05:28:41下午»
我串联使用几个二极管,使您摆脱困境,并看到更大的变化。这些位会跳很多,需要长时间平均。
 

离线 大卫·赫斯

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« 在以下问题上回复#9: 2016年12月26日,下午06:02:22»
我更喜欢将AD590和LM334用作温度传感器,因为它们可以与两条线一起使用。 LM334对于其他电路的温度补偿更为灵活。

瑞萨科技,抬头"Vbe增量温度测量". 对于给定的固定电流比率,Vbe的变化与绝对温度成正比,因此任何合适的晶体管或二极管都可以用于进行准确的温度测量而无需校准。

线性技术应用笔记指出,orolo链接涵盖了此类内容,但有关如何实现的则有更好的参考。 对于微控制器,增加一个输出信号来切换电流就变得微不足道了。 看一下第7页的图11 线性技术应用笔记45.
 

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« 在以下问题上回复#10: 2016年12月26日,下午06:48:45»
这里'涵盖该主题的方法包括使用两个固定电流的比率,该比率交替地通过晶体管切换。
http://www.cypress.com/documentation/application-notes/an60590-psoc-3-psoc-4-and-psoc-5lp-temperature-measurement-diode

我更喜欢将AD590和LM334用作温度传感器,因为它们可以与两条线一起使用。 LM334对于其他电路的温度补偿更为灵活。

瑞萨科技,抬头"Vbe增量温度测量". 对于给定的固定电流比率,Vbe的变化与绝对温度成正比,因此任何合适的晶体管或二极管都可以用于进行准确的温度测量而无需校准。

线性技术应用笔记指出,orolo链接涵盖了此类内容,但有关如何实现的则有更好的参考。 对于微控制器,增加一个输出信号来切换电流就变得微不足道了。 看一下第7页的图11 线性技术应用笔记45.
 

在线的 本塔

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« 在以下方面回复#11: 2016年12月26日,下午06:49:59»
摩托罗拉用于制造为此线性化的晶体管MTS102 / 103/105。

数据表: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/207566/MOTOROLA/MTS103.html

它们是否仍然可用尚不确定,但数据表提供了应用提示。


 

离线 evb149

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« 在以下问题上回复#12: 十二月26,2016,06:51:02下午»
当然,如果在这种情况下/在某些特定情况下可能不在,则通常情况下的另一种可能性是仅使用NTC热敏电阻,该NTC热敏电阻与通常使用的晶体管相比,在通常有用的范围内提供更高的电平响应。
(可能是-XX C到+ 1XX C)。
 

离线 evb149

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« 在以下问题上回复#13: 十二月26,2016,07:26:39下午»
这是与该主题和MTS102相关的应用笔记's use.
http://www.ti.com/lit/SBOA019

但是今天我'd个人倾向于使用具有模拟或数字输出(LM334,LM45 / LM50 IIRC,Maxim的各种零件等)的专用集成电路,或者在桥中使用NTC传感器,或者使用二极管连接的晶体管方法(带有2N3094和两个)交流固定电流。

摩托罗拉用于制造为此线性化的晶体管MTS102 / 103/105。

数据表: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/207566/MOTOROLA/MTS103.html

它们是否仍然可用尚不确定,但数据表提供了应用提示。
 

在线的 本塔

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« 在以下问题上回复#14: 十二月26,2016,09:32:51下午»
引用
但是今天我'd个人倾向于使用具有模拟或数字输出的专用IC

我同意100%,这也是我的做法。但是OP专门要求PN结感应,这提示了我的答案。

 

在线的 克莱因斯坦

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« 在以下问题上回复#15: 十二月26,2016,10:15:36下午»
通常,为µC提供合理的3.3 V或5 V合理稳定电源的电阻对于电流源应该足够好。无论如何,二极管通常都不那么精确,并且对电流的最小温度依赖性也不那么敏感。

典型的斜率约为-2 mV / K,可以从室温下的电压很好地算出。理想二极管(像许多晶体管一样)在0 K时外推至相同的124x mV。 因此,单点校准就足够了。抑制50 Hz / 60 Hz"noise"一个人可能想要在16.6或20 ms或该时间的倍数上求平均值。

在室温下仅获得145个计数的分辨率非常差,因此DMM并不是很好的偏置源。
 

离线 大卫·赫斯

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« 在以下回复#16: 2016年12月27日,上午06:57:00»
摩托罗拉用于制造为此线性化的晶体管MTS102 / 103/105。

数据表: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/207566/MOTOROLA/MTS103.html

它们是否仍然可用尚不确定,但数据表提供了应用提示。

这些用于线性Vbe温度测量。 本质上,它们是在给定电流下具有相同Vbe等级的晶体管。 它们将作为匹配的晶体管有用。

根据我的经验,沼泽标准2N3904或至少是National和On Semiconductor的标准适合于Vbe增量温度。 实际上,与2N5088等高增益晶体管相比,使用2N3904可获得更好的结果,但这可能是可以预期的。 我怀疑问题在于高hfe会导致较差的早期电压,但我从未对其进行追踪。

我预计像1N4148和1N914这样的金掺杂二极管的性能会很差,但它们也能很好地工作。
« 上次编辑:2016年12月27日,上午07:03:14 David Hess »
 

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« 在以下方面回复#17: 2016年12月27日,上午09:37:34»
我预计像1N4148和1N914这样的金掺杂二极管的性能会很差,但它们也能很好地工作。

如果你'打算使用SMT部件(例如MMBT3904),然后使用双串联二极管SOT-23封装(例如BAV99),使单个器件的温度系数提高两倍。
克里斯

"Victor Meldrew,深红复仇者!"
 

在线的 伊恩

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« 在以下方面回复#18: 2016年12月27日,上午11:18:14»
或者,在晶体管周围使用Vbe乘法器电路。 选择正确的电阻值,可获得高达10mV / degC的灵敏度,而在-25至+125 degC(给定5V电源)的温度范围内仍能很好地保持在轨内,而输出阻抗仅为几K 。

但是,上拉电阻应由输出引脚驱动,或者ADC输入应切换为输出并拉至低电平,以使两次读数之间的Vbe乘法器掉电,以最大程度地降低自热。
 

离线 女祭司

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« 在以下问题上回复#19: 2017年6月11日,下午03:57:57»
你好!
我现在有类似的问题要解决,
请问用于该温度传感器的晶体管(Vc会随温度变化而变化)是否需要在整个温度范围内的有源区域中工作?

如果我的计算结果表明它在某个温度范围内都处于饱和状态,那么问题出在哪里?

我附上我正在谈论的问题。

我真的很感谢任何能够提供帮助的人!
 

在线的 伊恩

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« 回复#20: 2017年6月11日,下午05:19:08»
饱和肯定是可疑的,但是没有人看到电路,就无法评论错误可能在哪里,甚至是错误。 
 


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