專利名稱:單極性多功能溫度傳感器的制作方法
本實用新型涉及一種由IC溫度敏感器件構(gòu)成的集成電路溫度傳感器。此傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、氣象、消防、組織印染等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其適合用于長距離的溫度檢測和過程控制的使用。
現(xiàn)有的集成電路溫度傳感器的電路如圖1所示，(可參閱1984年版 Da＋abook Volumel ln＋agra＋ed Circui＋s)。它由溫度敏感器件AD590(1)，運算放大器AD741(2)和電阻R1、R2和R3組成，其使用范圍是0－100℃，傳感器輸出電壓范圍是VT＝0～10伏，傳感器輸入電壓VF＝10伏。如若改變溫度范圍或電壓范圍就不便使用，造成靈敏度下降或不能單極性應(yīng)用。此種傳感器電路中相應(yīng)條件下的電路參數(shù)值和可調(diào)范圍是固定的，即R2可調(diào)范圍97.6～102.6KΩ，其中心值含100KΩ；R1可調(diào)范圍35.7～37.7KΩ，其中心值含36.6KΩ；R3為26.79KΩ(可由標(biāo)稱電阻27KΩ測選)。由于此種傳感器只能在一定環(huán)境范圍內(nèi)使用，帶有很大的使用局限性，同時為著消除噪聲，還必須另外加裝濾波器，且無避電裝置。
本實用新型的目的就是解決現(xiàn)有傳感器的上述缺陷，將只能適應(yīng)一定環(huán)境范圍使用改成適應(yīng)多種環(huán)境使用，從而實現(xiàn)在各種場合下使用時，都能獲得高靈敏度、單極性應(yīng)用，適宜A／D轉(zhuǎn)換、LED顯示以及配接微機對溫度進(jìn)行檢測和控制。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的。集成電路溫度傳感器的基本電路由IC溫度敏感器件(1)、運算放大器(2)、電阻部分組成，其特征是將電阻部分分別按擋次分成三組電阻群(3)(即R1X為R11，R12，R13…，R2X為R21，R22，R23…，R3X為R31，R32，R33…。)；在基本電路上采用低通有源濾波方法，用兩只電容C1和C2分別并聯(lián)連接在電阻群(3)的R21，R22，R23…這一擋次上(即并連在運算放大器(2)的反相輸入端和輸出端上)，達(dá)到濾波效果，無需另外加裝濾波器。在IC溫度敏感器件(1)兩端并接上避電管(5)，起避電保護(hù)作用。
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型做詳細(xì)的描述。
圖1為現(xiàn)有集成電路溫度傳感器的電路。
圖2為本實用新型實施例的傳感器的電路。
本實用新型實施例的集成電路溫度傳感器電路(見圖2)由IC溫度敏感器件(1)，運算放大器(2)，多檔次電阻(3)(即R1X，R2X，R3X)，有源濾波(4)，避電保護(hù)(5)所組成。設(shè)置多檔次電阻(3)是將其電路參數(shù)值根據(jù)各種使用環(huán)境范圍要求，計算出一組組參數(shù)值R1X，R2X，R3X，隨著被檢測場合的溫度或電壓范圍的改變，或溫度、電壓范圍同時改變，可直接選放在相對應(yīng)的參數(shù)檔次上。使用者可列視其使用條件變化范圍要求，即可很方便使用三聯(lián)波段開關(guān)撥在對應(yīng)的電阻檔次上，下面用實例說明實例1，氣象部門用于自然氣溫測量時南北方的氣溫范圍一般為－40℃～50℃，而集成電路溫度傳感器輸出電壓UT用0～5伏，輸入電壓UF用12伏，電路參數(shù)值應(yīng)撥在相應(yīng)的檔次R21＝55.56KΩ，R11＝51.46KΩ，R31＝26.72KΩ。
實例2冷庫溫度巡測及電冰箱等級檢測時，如溫度范圍為－30℃～20℃，而集成電路溫度傳感器輸出電壓UT用0～5伏，輸入電壓UF用12伏，則電路參數(shù)值應(yīng)選撥在相應(yīng)的檔次R22＝100KΩ，R12＝49.34KΩ，R32＝30.26KΩ。
實例3房屋建筑(如高樓房)需防火，消防報警溫度范圍可設(shè)在－10℃～50℃，溫度傳感器輸出電壓UT選用0～5伏，輸入電壓UF選用12伏，則電路參數(shù)值應(yīng)選撥在相應(yīng)的檔次R23＝83.30KΩ，R13＝45.62KΩ，R33＝29.48KΩ。濾波電路(4)，是利用基本電路的運算放大器(2)，并在其R2X的兩端并接上電容C1和C2所構(gòu)成的，結(jié)構(gòu)簡單實用。被檢測的溫度信號經(jīng)過長距離傳送到輸出，必然會附有噪聲，致使傳感器輸出顯示不正常，有源濾波是消除(至少應(yīng)減少)模似信號傳送固有噪聲或感應(yīng)進(jìn)來的輸入噪聲的重要措施。由于被檢測的溫度信號其變化是較緩慢的，故用低通濾波器的響應(yīng)形式，且采用簡單的RC有源低通濾波器。這種濾波優(yōu)點，就在于把上述濾波綜合到集成電路傳感器基本電路的運算放大器上，無需另外加接有源濾波器或其他形式的濾波器。為獲得寬頻電容濾波特性，有利于濾除千變?nèi)f化的噪聲，其電容C1和C2分別用高頻電容和聚苯乙烯電容器或其他電容器，其電容量可由噪聲性質(zhì)和頻帶確定。
并接避電管(5)在敏感器件(1)的兩端，就可起避電保護(hù)作用。對長距離的檢測和控制中，由于現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，干擾嚴(yán)重，雷電打擾等，可能引起IC溫度敏感器件工作失常，故在傳感器的敏感器件(1)的兩端并接避電管(5)進(jìn)行保護(hù)。避電管的保護(hù)電壓值由供給敏感器件(1)引出線端電壓大小來選定，旣要小于敏感器件(1)的耐壓值，又要大于引出線端的電壓。
本實用新型的溫度傳感器，用于印染車間生產(chǎn)過程控溫已一年多，實用效果準(zhǔn)確，可靠，性能價格比高，不需要線性化電路、精密電壓測量電路和冷端補償，信號傳送不需要變送器，節(jié)省器件，抗干擾性能好。例如用在染色機的溫度檢測，實際控溫為36℃－100℃，若用附圖1現(xiàn)成電路，R2＝100KΩ，(中心值)，R1＝36.6KΩ(中心值)，R3＝27KΩ，無濾波措施。不僅調(diào)整困難，不便使用，而且噪聲之大引起溫度檢測無法進(jìn)行。后來采用本實用新型設(shè)計的傳感器電路(R2＝78.1KΩ，R1＝38.8KΩ，R3＝25.9KΩ，加有濾波)。結(jié)果一次調(diào)整成功。保證了輸出電壓的單極性、高靈敏度，濾波效果好，噪聲可達(dá)1毫伏。有源低通濾波在傳感器運放電路上實現(xiàn)，不須另外加裝濾波器，因而省器件，成本低，不要變送器，具備一機多用功能(制成一種單極性多功能溫度傳感器)。
權(quán)利要求
1.一種集成電路溫度傳感器，其基本電路由IC溫度敏感器件(1)、運算放大器(2)。和電阻部分組成，其特征是將電阻部分分別按檔次分成三組電阻群(3)(即R1X為R11，R12，R13···，R2X為R21，R22，R23···，R3X為R31，R32，R33···)；在基本電路上采用低通有源濾波方法，那用兩只電容C1和C2分別并聯(lián)連接在電阻群(3)的R21，R22，R23···檔次上(即并接在運算放大器(2)的反相輸入端和輸出端上)；避電管(5)并聯(lián)連接在IC溫度敏感器件(1)的兩端。
2.按權(quán)利要求
1所述的溫度傳感器，其特征是電路電阻群(3)的電阻R1X，R2X，R3X分檔次排列，使用三聯(lián)波段開關(guān)同時改變檔次，以對應(yīng)不同的電壓和溫度范圍。
3.按權(quán)利要求
1和2所述的溫度傳感器，其特征是電容C1和C2分別是高頻電容和聚苯乙烯電容。
專利摘要
一種由IC溫度敏感器件構(gòu)成的集成電路溫度傳感器。能適應(yīng)溫度范圍及電壓范圍變化條件下完成溫度檢測；并把濾波綜合到集成電路的運算放大器上，無需另加有源濾波器；同時裝有避電保護(hù)。該傳感器調(diào)整容易，單極性使用，靈敏度高，電路簡單，節(jié)省器件，濾波效果好。特別適宜A/D轉(zhuǎn)換，LED顯示，以及配接微機對溫度進(jìn)行檢測與控制。擴大了現(xiàn)有傳感器的應(yīng)用范圍，具備一機多用的優(yōu)點。
文檔編號G01K7/00GK87204989SQ87204989
公開日1988年1月13日 申請日期1987年3月30日
發(fā)明者唐志兆 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan