pn结温度传感器及测温电路原

范文一：pn结温度传感器及测温电路原理

PN结温度传感器及测温电路原理

温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有:膨胀、电阻、电容、而电动势、

磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。

由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。具体可参考本站文章:常用的测温传感器的种类与测温范围及常用温度传感器的比较

及选型。温度传感器的种类较多，我们主要介绍PN结温度传感器及应用电路。

PN结温度传感器

工作原理

晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1?时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管(如玻璃封装的开关二极管1N4148)或采用硅三极管(可将集电极和基极短接)接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50—+150?。典型的温度曲线如图1所示。同型号的二极管或三极管特性

不完全相同，因此它们的互换性较差。

应用电路(一)

图(2)是采用PN结温度传感器的数字式温度计，测温范围-50—150?，分辨率为0.1?,在0—100?范

围内精度可达?1?。

图中的R1，R2，D，W1组成测温电桥，其输出信号接差动放大器A1，经放大后的信号输入0—?2.000V数字式电压表(DVM)显示。放大后的灵敏度10mV/?。A2接成电压跟随器。与W2配合可调节放大器A1

的增益。

通过PN结温度传感器的工作电流不能过大，以免二极管自身的温升影响测量精度。一般工作电流为100—300mA。采用恒流源作为传感器的工作电流较为复杂，一般采用恒压源供电，但必须有较好的稳压精度。

精确的电路调整非常重要，可以采用广口瓶装入碎冰渣(带水)作为0?的标准，采用恒温水槽或油槽及标准温度计作为100?或其它温度标准。在没有恒水槽时，可用沸水作为100?的标准(由于各地的气压不同，其

沸点不一定是100?，可用0—100?的水银温度计来校准)。

将PN结传感器插入碎冰渣广口瓶中，等温度平衡，调整W1，使DVM显示为0V，将PN结传感器插入沸水中(设沸水为100?)，调整W2，使DVM实现为100.0V，若沸水温度不是100?时，可按照水银温度计上的读数调整W2，使DVM显示值与水银温度计的数值相等。再将传感器插入0?环境中，等平衡后看显示是否仍为0V，必要时再调整W1使之为0V，然后再插入沸水，看是否与水银温度计计数相等，经过几次反复调整

即可。

图中的DVM是通用3位半数字电压表模块MC14433，可以装入仪表及控制系统中作显示器。MC14433

的应用电路可参考本网站的常用A/D转换器中的技术手册。它的主要技术指标如下:

基本量程:?1.999V(2V)

线性误差:该读数的0.05%?1字

电源:5—7.5V单电源

平均功耗:300mW

过量程时:数字闪烁

DU脚接地时:数据可保持

应用电路(二)

下面我们来看看利用不带A/D转换器的单片机实现测温的应用电路。

这里我们选用内带一个模拟比较放大器的AT89C2051单片机来实现这一功能，AT89C2051是一片ATMEL公司推出的兼容C51的8位单片机，内带2k的Flash程序存储器，128字节的内部RAM,具有15个I/O口，6个中断源，只有20个引脚，价格也相当便宜，可谓价廉物美的单片机。详细的资料可参见本网站的“ATMEL单片机”中的AT89C2051。其中内含一个模拟比较放大器，P1.0是比较放大器的同相输入端，P1.1是比较放大器的反相输入端，这两个输入输出口内部并没有上拉电阻，比较放大器的输出端连至P3.6，也没有引出，但

可用指令访问该引脚。

在该单片机外接RC元件即可构成简单的，低精度的A/D转换电路，电路如图3所示，P1.0(同相端)接上RC充放电阻和电容，P1.1(反相端)作为外部被测温度电压的输入端，作为PN结温度传感器，本身输出电压

较低，可参照上一节我们给出的放大电路，温度传感电压经放大后再引至单片机的输入端。P1.2充放电控制端通过一个数kΩ的电阻接正电源Vcc，因为R1远小于R2，可以认为在P1.2输出逻辑高电平时，电压是相当接

近Vcc高电平的。

电路工作过程如下:程序开始时，先置P1.2为逻辑低电平，并延时一小段时间，使P1.2为低电平，电容C经R2放完电，此时，P1.0=0V，而P1.1>0V,比较放大器输出“0”电平，接着置P1.2为高电平，同时定时器开始计时，当电容C上的电压Vc充到Vc=Vx时，P1.0与P1.1的电位相等，比较放大器的同相端和反相端电平相等时，输出端P3.6输出高电平，当扫描查询到P3.6为高电平时即停止计时，那么只要测得开始对电容充

电到P3.6输出高电平的时间，通过换算即可得到外部被测温度电压的值。

这里需要指出，从图5中我们可以看到，电容器的充电过程并非线性，其充电过程可以描述为:

这个非线性特性，我们在单片机编程时，可以通过补偿和校正的方法加以解决，最常用的方法也是最简单的

方法是通过查表的办法进行修正。这样便可满足一种低精度简易的温度测量要求。

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山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》

人生若只如初见，何事秋风悲画扇。____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》十年生死两茫茫，不思量，自难忘。____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》只愿君心似我心，定不负相思意。____李之仪《卜算子?我住长江头》玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》曾经沧海难为水，除却巫山不是云。____元稹《离思五首?其四》

愿得一心人，白头不相离。____卓文君《白头吟》

去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》

平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》

入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》

山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》

两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》

执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》

花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。____李清照《一剪梅?红藕香残玉簟秋》问世间，情为何物，直教生死相许,____元好问《摸鱼儿?雁丘词 / 迈陂塘》一日不见兮，思之如狂。____司马相如《凤求凰 / 琴歌》

人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》

世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》

林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____**《沁园春?长沙》

身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》

思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》

雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》

自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》

一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。____杜牧《过华清宫绝句三首》抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。____李白《宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌》

疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》

时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》

一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》

问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》

菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》

溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》

枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》

人到情多情转薄，而今真个悔多情。____纳兰性德《山花子?风絮飘残已化萍》同是天涯沦落人，相逢何必曾相识～____马致远《杂剧?江州司马青衫泪》浮云一别后，流水十年间。____韦应物《淮上喜会梁川故人 / 淮上喜会梁州故人》

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山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》

去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》

平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》

山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》

人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》

世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》

林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____**《沁园春?长沙》

自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》

疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》

时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》

一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》

问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》

菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》

溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》

枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》

论诗三十首?其四

(53人评分) 8.7

朝代:金朝

作者:元好问

原文:

一语天然万古新，豪华落尽见真淳。

南窗白日羲皇上，未害渊明是晋人。

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译文

陶渊明的诗语言平淡、自然天成，摒弃纤丽浮华的敷饰，露出真朴淳厚的美质，令人读来万古常新。陶渊明自谓自己是上古时代的人，但并未妨碍他仍然是个晋人。? 参考赏析

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赏析

这首诗是元好问评晋代诗人陶渊明。出于对当时诗坛雕琢粉饰、矫揉造作诗风的反感，元好问评论晋代诗人陶渊明时前两句说:“一语天然万古新，豪华落尽见真淳。”元好问崇尚陶渊明诗歌自然天成而无人工痕迹，清新真淳而无雕琢之弊。陶渊明的诗句自然质朴不假修饰，剥尽铅华腻粉，独见真率之情志，具有真淳隽永、万古常新的永恒?

作者介绍

元好问

元好问元好问，字裕之，号遗山，太原秀容(今山西忻州)人;系出北魏鲜卑族拓跋氏，元好问过继叔父元格;七岁能诗，十四岁从学郝天挺，六载而业成;兴定五年(1221)进士，不就选;正大元年(1224 )，中博学宏词科，授儒林郎，充国史院编修，历镇平、南阳、内乡县令。八年(1231)秋，受诏入都，除尚书省掾、左司都事，转员外郎;金亡不仕，元宪宗七年卒于获鹿寓舍;工诗文，在金元之际颇负重望;诗词风格沉郁，并多伤时感事之作。其《论诗》绝句三十首在中国文学批评史上颇有地位;作有《遗山集》又名《遗山先生文集》，编有《中州集》。...

范文二：温度传感器的原理

温度传感器的原理

根据电阻阻值，热点偶的电势随温度不同发生有规律的变化原理，我们可以得到所需要测量的温度值。

发动机爆震传感器的作用

将发动机爆震信号装化为电信号传递给ECU，ECU根据爆震信号对点火提前角进行修正，使点火提前角保持最佳值，在燃料充分燃烧及安全行车上发挥工作效果。

柴油机启动控制系统控制方法有哪几种,

1.时间控制2.位置控制3.时间—压力控制或压力控制

增压发动机废气涡轮装置冷却采用机油冷却的原因, 机油抗磨性好，耐高温，建立润滑油模块，油膜强度高和稳定性好。汽油机的有害排放包括几大类

SOX硫氧化合物 PM颗粒物H2O2二氧化碳HC谈氧化合物电控柴油机按控制放十分总体为哪两类

1.常规压力电控喷油系统2.高压电控喷油系统

进气管长度变化与发动机转速变化的对应关系是, 低速时，采用长进气管

高速时，采用短进气管

电控柴油机发动机对发动机燃油本社的控制的主要内容是什么, 供(喷)油量控制供(喷)油正时控制

供(喷)油规律的控制喷油压力的控制

非接触式传感器的优点:

寿命长，成本低廉

普通电控汽油机燃油压力调节器的作用:

调节燃油压力，使喷油压差保持恒定

电控燃油喷射系统的组成:

由空气供给系统，燃油供给系统和控制系统组成。

电控汽油发动机启动时其点火提前角如何确定?

根据发动机转速信号与启动开关信号确定，一般正系数将点火时刻固定在初始点火提前角

VVT技术的主要男人有哪些,

1.气门升程可变，低负荷时，气门开度2mm 大负荷开度8mm 2.可变配气相位，进排气门均可实现早开迟闭，可变即进排气门可以更早或者更晚开

普通电控汽油发动机的油泵的冷却方式,

燃油泵工作中，燃油刘静燃油泵内腔，对燃油泵电动机祈祷冷却和润滑的作用柴油发动机混合气调节方式与汽油发动机的区别,

汽油车燃料混合器的形成是在发动机燃烧室内惊醒的(在化油器或进气管)，在点燃之前又经过进气压缩的过程，有相对较长的混合时间，柴油车燃料混合器的形成是在发动机燃烧室内进行的，柴油高压喷入燃烧室，压缩着火后惊醒边喷边燃烧的扩散燃烧方式。

进气涡流控制系统主要用于哪一类发动机,

柴油机

电控柴油发动机喷油压力与普通电控汽油记得比较

汽油机多点喷射系统的喷油压力一般为0.25~0.35mpa 单点喷射系统的喷油压力一般为0.07~0.10mpa 而柴油机的喷油压力高达100~200mpa 电控汽油发动机怠速控制系统分类

1.发动机转速信号(NE信号)

2.节气门位置传感器信号(IDL信号)

3.车速传感器信号(SPD信号)

4.空调开关信号(A/C信号)

电控燃油喷射系统断油控制的主要内容:

1.减速断油控制

汽车行驶中，驾驶员快收加速踏板使汽车减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低碳氢化合物及一氧化碳的排放量。当发动机转速降至设定转速时又恢复正常

2.限速断油控制

发动机加速时，发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。

发动机电脑如何计算点火提前角，即点火提前角主要由哪些部分组成,

发动机转速，负荷，燃料的兴致，混合气浓度

增压发动机如何实现废气再循环

1.内部EGR捎通过排气门或者特殊设置阀门的开启来实现废气再循环 2.外部EGR指将部分废气经由外部管路引入进气系统来实现废气再循环。氧传感器的作用

主要在汽油机上使用的氧传感器用来检测排期中的氧含量，向ECU输送空燃比

的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。

电喷点火系统控制方式有哪些，主要涉及各种点火系统类别, 点火提前角控制，通电时间控制，燃爆控制，磁电机点火系统，蓄电池点火系统，微机控制的点火系统。

电控柴油机燃油喷射系统有哪些类型，中压共轨有何特点, 1.直列柱塞泵电控燃油喷射系统

2.轴向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统

3.径向柱塞式分配泵电控燃油喷射系统

4.泵喷嘴电控燃油喷射系统

5.单体泵电控燃油喷射系统

6.共轨式电控燃油喷射系统

中亚共轨的特点:喷射压力高，控制精度高，切换频率高，响应速度快，节能，寿命长

三类曲轴位置传感器那种可以直接得到1度曲轴转角信号, 光电式曲轮轴/曲轴位置传感器

为什么要怠速控制的原因,

怠速控制的目的是在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速使得燃油消耗量

电控柴油发动机对喷油量其反馈作用的传感器, 供(喷)油正时传感器

有害排放NO的生成条件

高温燃烧，充足的氧气

巡航控制的自动解除

1.将巡航控制系统操纵手柄置于“cancel”位置并放松

2.踩下制动踏板供汽车减速

3.自动变速器换挡手柄置于空挡位置

为防止燃油箱向大气排放燃油蒸汽儿残生的污染的控制系统汽油蒸汽排放控制系统(EVAP)

可以检测滤清器是否堵塞的传感器,

压差传感器

电控共轨柴油机可以防止喷油嘴持续喷油的装置? 流量限制器

汽车发动机EGR系统的主要工作原理?

由于废气的主要成分是独行气体(CO2，H2O,N2等)，他们具有较高的比热容，废气与新鲜混合气混合后，热容量增大，可降低最高的燃烧温度，同时再循环的废气对新鲜混合的喜事也相应的降低了养的浓度，从而使NO在燃烧过程中的生成量收到抑制

电控柴油机的主要分类,

顶空燃油喷射，高压共轨，涡轮增压仲冷多气门，废气再循环柴油机如何控制进气涡流强度，先方法后理论。

1.喷气式进气涡流控制

2.双气道式进气涡流控制

3.气道分隔式进气涡流控制

4.导气屏式进气涡流控制

5.旁通气道式进气涡流控制

6.气道转换式进气涡流控制装置

在一定转速下，近期我留的强度主要取决于进气道的结构，一定结构的进气道，只能适应某一转速对进气涡流强度的要求，未优化柴油机的混合气熊成和燃烧过程，现代汽车柴油机的进气涡流控制系统，利用电控装置来改变进气道结构或者干扰进气道中的气流运动，从而实现进气涡流控制。

范文三：pn结温度传感器测温实验

实验三 PN结温度传感器测温实验

实验目的:了解PN结温度传感器的特性及工作情况。

所需部件:主、副电源、可调直流稳压电源、-15V稳压电源、差动放大器、电压放大器、F/V

表、加热器、电桥、温度计。

旋钮初始位置:直流稳压电源?6V档，差放增益最小逆时针到底(1倍)，电压放大器幅度

最大4.5倍。

实验原理:晶体二极管或三极管的PN结电压是随温度变化的。例如硅管的PN结的结

电压在温度每升高1?时，下降约2.1mV，利用这种特性可做成各种各样的PN

结温度传感器。它具有线性好、时间常数小(0.2,2秒)，灵敏度高等优点，测

温范围为-50?,+150?。其不足之处是离散性大互换性较差。实验步骤:(1)了解PN结，加热器，电桥在实验仪所在的位置及它们的符号。

(2)观察PN结传感器结构、用数字万用表“二级管”档，测量PN结正反向的结电

压，得出其结果。

(3)把直流稳压电源V+插口用所配的专用电阻线(51K)与PN结传感器的正向端

相连，并按图37接好放大电路，注意各旋钮的初始位置，电压表置2V档。

图三

(4)开启主、副电源，调节W1电位器，使电压表指示为零，同时记下此时水银温度计的室温

值(?t)。

(5)将-15V接入加热器(-15V在低频振荡器右下角)，观察电压表读数的变化，因PN结温度

传感器的温度变化灵敏度约为:-2.1mV/?。随着温度的升高，其:PN结电压将下降?V，该

V电压经差动放大器隔离传递(增益为1)，至电压放大器放大4.5倍，此时的系统灵敏度S?

?10mV/?。待电压表读数稳定后，即可利用这一结果，将电压值转换成温度值，从而演示出

加热器在PN结温度传感器处产生的温度值(?T)。此时该点的温度为?T+?t。

注意事项:(1)该实验仅作为一个演示性实验。

(2)加热器不要长时间的接入电源，此实验完成后应立即将-15V电源拆去，以免影响梁上的

应变片性能。

课后问题:(1)分析一下该测温电路的误差来源。

(2)如要将其作为一个0,100?的较理想的测温电路，你认为还必须具备哪些条件,

(1) 将电桥中1 与直流稳压电源中1相连，电桥中2与差动放大器中2相连，电桥中3与差动放大器中3相连; (2) 差动放大器中1与PN结中1相连，PN结中1与直流稳压电源1又用51K电阻线相连，PN结中2与直流稳压电

源2相连;

(3) 差动放大器中的4与电压放大器中的4相连，电压放大器中的7接F/V表的Vi孔;

(4) 当接入-15伏电压接入加热器时，低频振荡器的8与加热6相连，加热5与地相连。

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山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》

去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》

平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》

人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》

世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》

林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____**《沁园春?长沙》

雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》

疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》

人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》

时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》

问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》

菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》

溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》

枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》

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不限

主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物

山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》

去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》

平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》

人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》

世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》

林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》

独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____**《沁园春?长沙》身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》

思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》

自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》

疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》

时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》

一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》

菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》

溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》

枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》

论诗三十首?其四

(53人评分) 8.7

朝代:金朝

作者:元好问

原文:

一语天然万古新，豪华落尽见真淳。

南窗白日羲皇上，未害渊明是晋人。

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译文

陶渊明的诗语言平淡、自然天成，摒弃纤丽浮华的敷饰，露出真朴淳厚的美质，令人读来万古常新。陶渊

明自谓自己是上古时代的人，但并未妨碍他仍然是个晋人。?

参考赏析

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赏析

作者介绍

元好问

范文四：PN结温度传感器原理及应用

PN结温度传感器原理及应用

第32卷第7期

2006年7月

电子工皇?

ELECTRONICENGINEER V01.32No.7

Ju1.2006

PN结温度传感器原理及应用

赵洪涛

(淮安信息职业技术学院,江苏省淮安市223001) 摘要:介绍了采用PN结温度传感器进行温度测量的原理,在此基础上给出了PN结

的信号调

理电路,分析了各部分电路的特性,给出了由STC89系列单片机组成的测温电路系

统及其程序流程,

并指出了减小测量误差的方法.

关键词:温度传感器;PN结;信号调理电路;单片机中图分类号:TP212.11

0引.言

随着测温技术的迅速发展,新的测温传感器不断出现,如光纤温度传感器,微波温度传感器,超声波温度传感器,核磁共振温度传感器,PN结温度传感器等在一些领域获得了广泛的应用.本系统充分利用温度传感器测量温度快速,使用简便的特点,同时结合单片机的使用对数据进行实时处理,从而做到了对温度的实时控制.

1PN结温度传感器工作原理

二极管,三极管的特性与温度有很大关系,因此,

利用电压对温度的依赖关系制成PN结温度传感器. 已知PN结的电流一电压方程为:

(警+Lp)【ex!p(嚣)一-】(1)

设

警+警

则

)一-) (exp(嚣

(2)

(3)

式中:Js为反向饱和电流密度;D为电子扩散系数;D. 为空穴扩散系数;L为电子扩散长度;L.为空穴扩散系数.

当PN结处于正向偏压下,设正向偏压为,一般情况下,VF=kT/q,则

枷p(喾)(4)

(丢)(5)

收稿日期:2005?10?19;修回日期:2006..02-20.

66?

式(5)表明,当电流密度.,保持不变时,PN结的正向电压与温度成正比.对于PN结,->p,只须考虑式(2)中第1项即可,因DLnoo与温度有关 (DL均与及有关).设D/与成正比,

为常数,则有:

一

挚Ldn

(=,,J'^

【p(一)】:

BT.峙)exp(一)(6)

式中:B为常数;E为禁带宽度;EqD为绝对零度时的禁带宽度,Eqo=g;V,o为绝对零度时导带底和价顶的电位差.

将式(6)代人式(4),可得:

':子)exp()(7)

两边取对数,整理后得:

=一

【ln+(3+予)ln—ln】(8)

式中,K,q,V,o均为与温度无关的常数.

式(8)表明,当电流密度保持不变时,PN结正向压降随着温度的上升而下降,近似线性关系. 图1显示出硅和锗PN结正向电压与温度的关系. 图1硅和锗PN结正向电压与温度的关系

第32卷第7期赵洪涛:PN结温度传感器原理及应用?计算机与自动化技术?

对于硅二极管,温度每升高l?,正向电压下降约 2mV.二极管温度传感器正是利用PN结正向电压与温度关系的特性而制作的.

2整体电路设计

2.1PN结的信号调理电路

PN结的信号调理电路由放大器A1组成恒流源电路和放大器A2等电路组成.

由前面的分析可知,当流过PN结的电流密度., 保持不变时,PN结正向压降随温度的上升而下降,近似为线性关系.如果PN结不是工作在恒流状

态下,其测量精度会大大下降.为此采用图2所示电路.

5lkQ

741B

—

R5RW3l=}—

I8OkQ+I

5OkQ

图2PN结的信号调理电路

放大器A1组成恒流源电路,电阻器R2和可变电阻器RW1组成串联分压电路,调整可变电阻器RW1, 使A1的同相端电位为0.7V.当二极管的温度发生变化时,其两端的电压也发生变化,但流过二极管的电流始终不变.

根据运放虚短和虚断的特性,电流为:

等=l(mA)R.4.3

放大器A2将二极管(PN结)两端微小变化的电压进行放大,调整可变电阻器RW3,使A2的放大倍数为:

A:一墨:一

11.4

设置可变电阻器RW2,使A2可以调零.例如在某一温度下,Al输出为定值.通过调整RW2,使A2

两输入端电压相等,则输出电压为0.另外.选取R3, R4为5kQ是考虑到A1的输出电阻影响,R3,R4取值不能太小.信号调理后,送单片机带有A/D转换的口PO.7.

2.2控制执行电路

控制执行电路由加温电热丝,双向可控硅,光电耦合器等电路组成见图3.

图3控制执行电路

,MOC3041光耦工作,可控当P0.1为低电平时

硅自动过零触发导通,电热丝加温工作;当P0.1为高电平时,MOC3041光耦不工作,可控硅不导通,电热丝停止加温.根据需要可以适当选择不同加热功率的电热丝.'

2.3共阳型4位动态显示电路和键盘电路图4为由PNP型三极管与74377组成的共阳型4 位LED(发光二极管)动态扫描显示电路. +5V

PI.00

PIl

P12

+5V]I卿oPl3

1lP5_

P.6卜{}_}}_{.}_I.l

P.7

_fE74377tIPl4

_{Q07WR

Do.D7

图4动态显示电路和键盘电路

当P1.0一P1.3为低电平时,VT0,VT3导通.选通相应显示位.P2口输出的字段码是低电平有效. 当输出字段码时,每一位将显示相同的内容.要显示不同的内容,必须采取轮流的显示方式,即在某一瞬间,只选通某一位的字位线,显示某一位数字,其他各位的字位线处于断开状态.同样,可以显示下一位,这样依次循环扫描,轮流显示,由于人眼的视觉效应.可以看到多位同时稳定显示.

键盘电路采用独立按键接口电路,用来设定参数. 2.4电路框图

电路框图见图5.

,信号调理电路}_.

STC89C52

最小系统匦控制执行电路}_

图5电路框图

3软件设计

单片机软件设计流程如图6所示.

67?

O一

计算机与自动化技术?电子工皇师2006年7月图6单片机软件流程

温度的设定值以及对温度进行监控都是用户通过单片机键盘进行设置的.需要说明的是,在计算温度测量值中采用了将连续l0次采样值去掉最大值和最小值后求平均作为最终测量值的方法,可以有效地

减d~A/D采样过程中随机误差对测量精度造成的影

响,并消除脉冲干扰信号对测量结果造成的影响.同

时,以此平均值与用户设定的温度值进行比较来判断

温度是否超标,可以避免单次测量的误差引起的"干

扰虚假信号".

4结束语

该系统硬件简单,容易实现,测量范围一般为

一

50oC,150oC,测量精度高且电路材料成本低廉,

因此具有一定的应用价值.

参考文献

[1]张志良.单片机原理及应用[M].北京:机械工业出版社,

2005.

[2]李现勇.Visualc++串1:3通信技术与工程实践[M].北

京:人民邮电出版社,2002.

[3]张维新.半导体传感器[M].天津:天津大学出版社,

1999.

ThePrincipleandApplicationofPNJunctionTemperatureSensor

ZHAOHongtao

(Huai'ai1CollegeofInformationVocationalTechnology,Huaian223001,China) Abstract:PNjunctiontemperaturesensorisusedwidelyinmanyfields.rI'IIisarticleintroducesthetheory

ofmonitoringtemperaturebyPNjunctiontemperaturesensor,onthebaseofthis,thesignalprocessingcircuit

f0rPNjunctionisdescribedandthecharacteristicsofthiscircuitisanal~rsedindetail.Attheendofthisarti—

cle.asystemofmonitoringtemperaturecircuitofthesinglechipprocessorofSTC89isgivenaswellasthe

programflowchart,andthemethodofhowtoreducetheerrorofthemeasurement. Keywords:temperaturesensor;PNjunction;signalprocessingcircuit;singlechipprocessor

^.^,^^.^.^.^^.^.^^^J,,.^.^'^..^_... (上接第56页)

l设置n的R0,Rl位II

l读取n温度寄存器的Tll,T4(高8位)l +

l根据Tll,T4的值.读取EEPRoM相应地址的温度补偿值 +

l将温度补偿值写入时钟调整寄存器I

l等待40ms以上l

5结束语

图6S-35180A的温度补偿流程

实时钟芯片S-35180A是一种具有3线串行接口的芯片,与IC接1=I兼容,同时也是一种低功耗,多功 ?

68?

能,高精度的时钟/13历芯片,具有对年,月,13,星期, 时,分,秒的计时以及可编程闹钟,定时,中断功能,有闰年补偿及宽工作电压(2.5V一6V),12h和24h制式以及上电复位功能,特别是具备温度补偿功能,可实现高精度计时.S-35180A是选用宽温度范围的高精度实时时钟芯片的理想选择,可用于数码产品例如数码相机,数码摄像机,DVD录像机,移动电话等方面. 参考文献

[1]高登芳,潘承武,朱英杰.微型计算机实用测控接口技术 [M].北京:北京科学技术出版社,1990. [2]余永权,汪明慧,黄英.单片机在控制系统中的应用[M]. 北京:电子工业出版社,2003.

范文五：PN结温度传感器实验系统的研制

? 仪器设备研制、改进与维修 ?

P N 结温度传感器实验系统的研制

高泽利 33

, 吴　杰 (昆明医学院　昆明　 650031)

摘要 :介绍了根据教学需要而设计开发的 P N 结温度传感器实验系统。学生可以利用该系统测量不同 P N 结的温度 -电压特性 ; 对测量数据进行线性回归分析 ; 根据回归分析的结果 , 进行温度测量。

关键词 :P N 结 ; 传感器 ; 放大器 ; A /D转换器 ; 单片机 ; 显示器中图分类号 :TP212? 11　　文献标识码 :B 　　文章编号 :1672-4550(2006) 02-0105-04

D evelop m en t of the PN en t a l

Syste m G AO J ie

College 　 Kun m ing 　 650031)

Abstract:paper intr oduces the P N juncti on sens or experi m ental syste m of te mperature devel 2oped by the author according t o the needs of teaching 1Students can use the syste m t o measure the te m 2perature -voltage characteristic of different P N juncti ons and carry on linear regressi on analysis of the da 2ta measured 1According t o the linear regressi on analysis result, te mperature survey can be taken with the syste m 1

Key words:P N juncti on; sens or; a mp lifier; A /Dconverter; single -chi p co mputer; dis p lay

　　 P N 结两端的结电压的变化量与温度之间有很好的线性关系 , 因此 , P N 结可作为温度传感器 , 用来测量温度。

1　系统硬件电路的设计

系统由 P N 结温度传感器、测量电桥电路、微信号放大电路、 A /D转换电路、单片计算机接口电路、结果显示电路等部分组成。由于温度的变化 , 导致 P N 结结电压发生变化 , 该电压变化量被测量电桥提取出来 , 经信号放大电路放大后 , 送入 A /D转换器。 A /D转换器将输入的电压信号转换

成数字信号 , 然后将数字信号送入单片计算机进行处理 , 并输出结果。

系统电路原理如图 1所示。 111　测量电桥

测量电桥由 R 1、 R 2、 R 3、 C 1、 W 1、 T 1、 T 2和二极管 D (P N 结 ) 组成。 T 1、 T 2、 R 3、 D 组成一个恒流源电路 [1]

, 其作用是使流过 P N 结的电流为

一恒定值 :

I D =I R 301047

A =91μA C 1是 0133

μF 的钽电容 , 其作用是滤去来自 W 1滑动端的噪声信号 , 提高测量的精度。

当温度变化时 , D 两端的结电压就会发生相应的变化 , 此电压变化量经 W 1的滑动端和 D 的负端输出到微信号放大电路进行放大。

—

501— 　

2006年 4月

第 2期

　　　　　　　　　　　　　　　　　　实　验　科　学　与　技　术

3[收稿日期 ]2005-11-17

[作者简介 ]高泽利 (1967— ) , 男 , 工学学士 , 高级实验师 , 主要从事实验教学工作。

图 1　系统电路原理图

112　微信号放大电路

微信号放大电路由 I N A118P 和 W 1

组成。 I N A118P 是美国 Burr -B r own 放大器 , 具有精度高

Δ(1010Ω) μV /) 的特点 [2], 其内

部结构如图 2所示图 2　 I N A118P 内部结构图

I N A118P 的第 1脚、第 8脚间外接一放大倍数

控制电阻 R g , 放大器的电压放大倍数为

G =1R g

在实际电路中 , W 1(即 R g ) 采用一只 10k Ω的精密电位器构成放大倍数可调的放大电路 (放大器的放大倍数预设为 10倍 ) 。放大器的输出端

o 接到 A /D转换器的 A I N 0端 , 以便把放大后的电

压信号转换成数字信号。 113　 A /D转换电路

模数转换电路由 T LC2543、 R 4、 R 5、 R 6、 T L431组成。

T LC2543是德州仪器公司开发的串行 A /D转

换器 , 它是一种 11通道、 12位、高精度 (最大线性误差 ±1/4096) 、快速 (在工作温度范围内转换时间为 10μs ) 的模数转换器。如图 3所示 , T LC2543内部由通道选择器、输入地址寄存器、采

样保持电路、 12位的模数转换器、输出寄存器、并 → 串转换器以及控制逻辑电路等 7个部分组成

[3]

。 T LC2543的模拟信号输入端 A I N 0接收来自

I N A118P 的电压信号 V o , A I N 1~A I N 10以及负参

考电压端 REF -都接地。 , 的 P117脚 , 当 , T 输入输出数据 , ; DOUT 为转据输出端 , 转换结果输出到单片计算机 AT89C2051的 P116端 , 输出方式可由高位到低位

逐位输出 , 也可由低位到高位逐位输出 , 具体方式由编程确定 ; D I N 为串行数据输入端 , 来自单片机 P115脚的命令字 (含通道选择、输出数据长度、

输出顺序、极性选择等信息 ) 由此端输入 , 输入方式为先高位后低位。 SCLK 为输入输出同步时钟端 , 该时钟信号来自 AT89C2051的 P114脚 (信号通过软件编程产生 ) ; 当数据传送开始后 , 每个 SCLK 信号的上升沿 , 由单片机向 T LC2543输入一

位命令字 (前 8个上升沿 ) , 同时由 T LC2543向单片机输出一位转换结果 (前 8、 12或 16个上升沿 ) 。

图 3　 T LC2543内部结构方框图

T LC2543的正参考电压端 REF +接 +3103V 标

—

601— Experi m ent Science &Technol ogy 　　　　　　　　　　　　　　　　 2006年 4月

第 2期

准电压 , 该电压由 R 4、 R 5、 R 6、 T L431组成的电路产生。由于 T L431的第 1、 2脚间的电压差为 215V, 而第 1脚的工作电流可以忽略 , 所以 T L431的第 3脚输出的标准电压为 :

U 3=

R +R R 2×215V =417

×215V =3103V 本系统中 , 转换结果采用 12位输出的方式 :当 T LC2543输入端的模拟电压 (对地电压 ) 等于 (或略低于 ) 0V 时 , T LC2543输出结果为 000H,

当模拟电压等于 (或略大于 ) 3103V 时 , 输出结果为 FFFH (为了不损坏 T LC2543, 应使 T LC2543的输入电压在 -013~+313V 的范围内 ) 。 114　单片计算机接口电路

单片计算机选用 AT MEL 公司生产的 AT89C2051。它是一种低功耗、高性能的 8位 C MOS 微控制芯片 , 与 MCS -51且片内自带的 2K B 足本系统的需要 , 器。

如图 1所示 , 2R 8构成上电自动复位电路 ; K 1、 R 7和 R 8构成手动复位电路 ; X 、 C 3、 C 4构成单片机的振荡电路 , 晶振 X 的振荡频率为 1110592MHz; AT89C2051的 P317端用作输入端 ,

分别处于接地或悬空两种状态 , 以控制输出结果为被测温度值或电桥电压值。

AT89C2051的串行口工作于 0模式 , P310脚

为测量结果输出端 , P311脚输出同步脉冲到显示电路 ; P114脚输出同步时钟信号到 T LC2543的 SCLK 端 ; P115脚与 T LC2543的 D I N 端相连 , 单

片机由此端向 T LC2543输入命令字 ; P116脚是 A /D转换结果输入端 , 接收来自 T LC2543的 DOUT

端的转换结果 ; P117脚输出 T LC2543的片选信号 , 与 T LC2543的 CS 端相接。 115　结果输出电路

输出电路由四只 8段共阳极 LED 显示器、四片串入并出移位寄存器 74LS164和 8×4只 1k Ω限流电阻组成。经 AT89C2051处理的测量结果在 P311端发出的同步时钟的控制下 , 通过 P310端按

低位在前的顺序依次移位到 U 5、 U 6、 U 7、 U 8, 并在四只 LED 显示器上显示出来。

LED 显示器的结构和 74LS164的管脚图如图

4、图 5所示。显示器的 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g 、 dp

各端分别与 74LS164的 Q 7~Q 0端相接 , 显示器的各段在低电平时点亮 , 高电平时熄灭 ; 小数点 dp 的位置由编程确定

(也可通过硬件设定 ) ;

74LS164的 A 、 B 相连 , 作为显示内容的输入端 , CP 为同步时钟输入端 , MR 是清零端 , 接高电平 (+5V ) ; 数字 0~9的字形码为 C0H, F9H, A4H, B0H, 99H, 92H, 82H, F8H, 80H, 90H;

带小数点的数字 01~91的字形码为 40H, 79H, 24H, 30H, 19H, 12H, 02H, 78H, 00H, 10H

。

图 4　

共阳极数码管的结构

图 5　 74LS164的管脚图

2　系统软件设计

系统主程序框图如图 6所示。

T LC2543输出结果设置成 12位无符号整型数 ,

输出顺序为高位在前。

系统主程序设计为一个循环程序 , 在一个循环中完成以下工作 :

(1) 向 A /D转换器发送命令字 , 同时读取

—

701— 　

2006年 4月

第 2期

　　　　　　　　　　　　　　　　　　实　验　科　学　与　技　术

A /D转换器的转换结果 :单片计算机连续 8次读

取 T LC2543A I N 0端的采样数据并求出 8次采样数据的平均值 , 把它作为一次采样结果存于 RAM 中。

(2) 根据 P317的状态 , 对采样结果进行处

理 :当 P317悬空 (P317=1) 时 , 将采样结果转换成十进制的电桥电压值 ; 当 P317接地 (P317=0) 时 , 将采样结果转换成十进制的被测温度值 (对给定的已经校准的 P N 结 ) 。

(3) 将处理结果送 LED 显示器 , 延时 015s

。

图 6　系统主程序框图

3　应用

选取二极管 1N4007作为 P N 结温度传感器 , 将 P N 结置于逐渐冷却的沸水中 , 用 0~100℃ 的酒精温度计测水的温度 , 从实验系统的显示器上读出 P N 结电压变化量 Δu , 记录不同温度下的 Δu 值 ,

得到如表 1所示的测量数据。

表 1　不同温度下 P N 结结电压的变化量

t /℃

8010751070106510601055105010451

0Δu /mV

179111111113

　　以 t 为横坐标 , Δu 为枞坐标 , 对表 1数据进行一元线性回归分析

[4]

, 得到 :

b =2125mV /℃ r =019998

其中 , b =2125mV /℃表示 (当 I D =91μA 时 ) 温度每增加 1℃ , P N 结电压就变化 (减少 ) 2125mV; r =019998, 非常接近于 1, 表示 t 与

Δu 的线性相关性非常好。

如果在实验前 , , 把 P N 结放入 ℃ , W 1(R g ) , 使

0) , (0℃ 以

:将温度传感器 (1N4007) 放入待测物体中 , 读出显示的 Δu 值 , 于是通过下式计算出温度值 :

t Δu

在本系统中 , 当选择开关 K 2接地时 , 由实验系统根据上式计算出 t 值 , 并将其转换成十进制后送显示器。对于未经校准的 P N 结 , 实验系统显示出正确的电桥电压 Δu (K 2悬空 ) , 但显示的温度值 (K 2接地 ) 不一定正确。

参考文献

[1]　王成华 , 王友仁 , 胡志忠 1电子线路基础教程 [M]1

北京 :科学出版社 , 20001

[2]　李群芳 , 黄建 1单片微型计算机与接口技术 [M]1

北京 :电子工业出版社 , 20011

[3]　赵静 , 但琦 1数学建模与数学实验 [M]12版 1北

京 :高等教育出版社 , 20041

　　时间最不偏私 , 给任何人都是二十四小时 ; 时间

也最偏私 , 给任何人都不是二十四小时。

— — — 赫胥黎

—

801— Experi m ent Science &Technol ogy 　　　　　　　　　　　　　　　　 2006年 4月

第 2期

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