用集成温度传感器LM35来作测温探头的数字温度仪

　　该数字温度仪制作简单，成本低廉，探头小巧。低功耗，高精度，很适合温度探头一次性的、一定距离测量的场合。

　　一、系统电路原理
　　
　　1．数字温度仪测温原理和显示电路图
　　
　　下图为本数字温度仪的测温原理和显示电路图，由集成温度传感器LM35来检测温度，输出与摄氏温度成正比的电压信号，然后经R7、R8分压后输入到IC[一7126，再由ICL7126驱动LCD显示出温度。
　　
　　(1)测温原理图
　　
　　在下图中，R1、C1分别为振荡电阻和振荡电容。R2、RP组成基准电压的分压电路。其中，RP宜采用精密多圈电位器，R2为固定电阻，调整RP可使基准电压LJREF：
　　
　　=100OmV。R3、C3为模拟输入端的高频阻容式滤波器，以提高仪表的抗干扰能力。因lCL7126的输入阻抗很高，输入电流极小，故可取R3=1MQ(R3兼作限流电阻)，C3=0．01μF。C2、C4分别为基准电容与自动调零电容。R4、C5依次为积分电阻与积分电容。积分电容C5建议采用聚苯乙烯电容器，或聚四氟乙烯电容器，或聚丙烯电容器。R5为积分延迟补偿电阻，当时钟频率选得较高(对应于测量速率3次／秒)时，由于积分器的频率响应不够宽。积分器输出电压U。
　　
　　有延迟现象，使数字电压表的零压区域过窄。当输入电压U—O时不能保证显示值为零，容易产生零点误差。为此可在积分器输出端串联一只小电阻R5起到补偿作用，适当提升U。，消除延迟现象。当f。=48kFlz时，一般取R5=75Q。仪表采用9V叠层电池供电。电路中将JN一、Uaef端与COM端短接。
　　
　　该仪表满量程为200mV，测量速率为3次／秒。
　　
　　(2)由异或门构成的低压检测和小数点显示电路
　　
　　低压检测和小数点显示电路如下图所示，采用一片CD4070型四异或门集成电路，用其中的一个异或门(CD4070的1、2、3脚)构成小数点驱动电路，用来驱动十位上的小数点DP3；另一个异或门((3D4070的11、12、13脚)驱动低电压指示符“LOBAT”。异或门的逻辑功能是：各输入端同时为“0”或同时为“1”时，输出端为“0”；否则，输出端为“1”
　　
　　R9为偏置电阻，NPN型晶体管VTl(9014)和一个异或门(CD4070的11、12、13脚)组成了低电压指示符驱动电路。当仪表内的电池(9V)电压下降至7．5V以下时，晶体管VTl截止，CD4070的12脚接高电平V十(电源正极)，11脚输出波形与背电极(BP)方波信号反相，所以在液晶显示屏上显示出“L0BAT”，表示仪表内的电池电压已低于7．5V，应当更换。调整电阻R11。的阻值，可以调整检测电路的阈值电压。

　　2．LCD背光源电路
　　
　　LCD背光源电路如下图所示。背光源电路可使仪表在夜间或黑暗环境下使用时，使读数清晰醒目。图中S1为照明开关，LM7805起稳压作用，输出+5V，二极管D1、D2起降压作用，这样加在LCD背光源上的电压是3．5V左右。
　　
　　操作时，按下仪表照明开关S1，背光源便会发出相应颜色的背景光，从而使LCD读数清晰醒目

　　二、系统的硬件构成及功能

　　1．集成温度传感器LM35
　　
　　LM35由美国国家半导体公司生产，是一种精密摄氏集成温度传感器，它的输出电压与摄氏温度成正比。该传感器的特点是：无需作任何调试或标注；无外围元件或仅需很少外围元件；灵敏度10mV／℃；在25％1]寸精度为0．5℃；测温范围一55～+150％；工作电压4～30V；工作电流小于60uA；自热效应低，在静止空气中为O．08％：非线性误差值典型值为O．25~C；输出阻抗低。不同型号测温范围不同。如LM35和LM35CA的测温范围为一55％～+150~C；LM35C和LM35CB的测温范围为一40℃～+110％；LM35D为0~C～+100~C。
　　
　　精密温度传感器LM35是一个三端器件，其输出电压直接与摄氏温标成线性关系，比例系数为+100rrIV／~C，即当温度为150℃时，输出+1500rnV；25~C时，输出+250r_nV；一55~C时，输出一550mV。
　　
　　LM35系列常见的封装形式就是T0—92塑封封装，其引脚排列如下图所示。

　　
　　2．单片三位半MD转换器ICL7126
　　
　　ICL126是美国IntersiI公司的产品，是目前应用最广泛的一种单片三位半A／D转换器。ICL．7126大多采用DIP-40双列直插式塑料或陶瓷封装，共40个引出端。外形尺寸为52mm×1524rTlm×7mm。

　　三、制作与调试

　　1．制作
　　
　　(1)LM35与测温线的连接
　　
　　测温线用双芯屏蔽线，规格可用RVVP2×075。长度可自定。将屏蔽线双芯中的一根接LM35的+v。引脚，另一根接LM35的V。引脚，屏蔽导线层接GND引脚，在+V。引脚和V。引脚上用击3mm的热缩管套住，然后用打火机烧一下。使热缩管收缩套紧引脚，以互相绝缘。最后用φ5mm的热缩管套住整个引脚端，用打火机烧紧。
　　
　　(2)测温探头的制作
　　
　　将与双芯屏蔽线连接好后的LM35，放入击5mm×220rnm的不锈钢套管内(也可用巾5mm左右的废旧天线。一端用焊锡焊牢封口)，然后用环氧树脂封住端口，等干燥后，再用巾6mm的的热缩管套住端口，用打火机烧紧，测温探头即告制作完成。，制作好后的测温探头如图4中所示。
　　
　　(3)电路板的制作
　　
　　整机电路可制作在一块10cr_n×18cr11的多功能板上，装上三位半LCD显示屏，在下面垫上LCD背光源，后再装上40脚IC插座，细心连接三位半LCD显示屏引脚与40脚IC插座的各个引脚，焊接好外围电路，经检查无误后，才可插上ICL7126。
　　
　　2．调试
　　
　　将一支100CC的水银温度计与测温探头一起插入沸水中。待水银柱停止上升后(一般为100~C，但高原地区则不到。100~C)。此时调节RP，使LCD显示屏显示1000；再把水银温度计与测温探头一起插入冰水混合物中，待水银柱稳定后，微调RP，使LCD显示屏显示00．0，重复调整多次即可(但要注意从沸水或冰水混合物取出再插入时。要等一些时间，以免损坏传感器LM35)，调节完成后应保持RP的阻值不变(锁紧或用环氧树脂封固旋柄)。
　　
　　制作、调试好后的整机实物图如图所示。