数字显示温度计 - 集成温度传感器LM94022及其应用

2 数字显示温度计
图9是一种数字温度计，其测量温度范围-40～+125℃。lm94022检测的温度转换成模拟信号电压输出，其输出电压直接与带有adc的微处理器接口，往adc变换后的数字信号由微处理器进行处理后转换成相应的七段码，送温度显示（数码管），若采用微处理器对传感器作软件线性补偿，可提高测温精度。数字键出可输入报警温度给微处理器，若检测到的温度超过报警温度时，微处理器输出信号，使报警电路发出声、光报警。微处理器的i/o口还可输出开关控制信号，对温度实现简单的开关控制（这部分在图9中未画出）。

3 简易的超过阈值温度报警电路
图10是一种简易的超过阈值温度报警电路。该电路由温度传感器、比较器、4.1v基准电压源、三极管、蜂鸣器及电阻r1～r5等组成。

电路的工作原理：若lm94022温度传感器的灵敏度已设定，则设定的阈值温度tth对应的电压值vt可以从图2（或表3）中求出。若先不考虑产生滞后作用的r3的影响，则可以根据已知的vt值求出r1、r2值（在先确定r1值后求出r2值），vt=4.1v×r2/（r1+r2）。

为防止温度在阈值温度附近因传感器输出信号中存在噪声电压影响而使比较器输出产生振荡，在比较器电路中加了一个正反馈电阻r3，则产生一滞后电压vhys，并且vt值也受r3的影响成为vt2，改进的超过阈值温度报警电路温度特性和输出波形如图11所示。

图11 温度特性和输出波形图

vhys=vt2-vt1，其中vt1、vt2可按下式求出。

vt2=4.1v×r2/（r1+r2//r3）

vt1=4.1v×r2/（r2+r1//r3）

上式中4.1v是基准电压值。为减小r3对vt值的影响，一般r3取值较大（如470kω～2mω）。

基准电压4.1v经r1、r2分压后的电压vt2加在比较器同相端，lm94022测量温度输出的电压vtemp加在比较器反相端。一旦vtemp

4 简易的温度控制电路
若要控制图10中的温度tth基本保持稳定（约有±3～±5℃变化），可采用图12的电路对tth实现自动控制。当温度超过tth时，比较器的vout输出高电平，经反相器后输出低电平，n沟道mosfet截止，加热器停止加热；当温度降到（tth-thys）时，vout由高电平跳变到低电平，n沟道mosfet导通，加热器又加热，使温度上升。这样温度在tth上下波浪式变动