用IC構建直讀式溫度探頭

本應用筆記介紹了可以用作溫度測量探頭的簡單電路，探頭測量的溫度既可以是探針末端的溫度，也可以是安裝了溫度傳感器的PCB溫度。本文給出了電路圖和相關數據，設計采用了MAX6610溫度傳感器。

圖1所示的簡易溫度測量探頭是電路故障排查和調試中不可缺少的工具，它既可以測量探針末端的溫度，也可以測量安裝了溫度傳感器IC (該設計采用MAX6610溫度傳感器)的電路板溫度。電阻R1至R3能夠調整輸出幅度，如表1所示。

圖1. 簡單的溫度檢測電路

表1. 不同的DMM讀數比例系數對應不同的電阻值*

任何數字電壓表或手持式數字萬用表都可以用來讀取數據。所需電源電壓大約為3V，最好采用兩節(jié)AA堿性電池或單節(jié)紐扣式鋰電池供電。典型的電源電流大約為0.2mA，單節(jié)CR2016電池可以支持電路連續(xù)運行幾百小時，如果電路裝配一個如圖所示的常開按鍵開關，則可連續(xù)運行幾年。

在恒溫油槽應用中，將傳感器輸出電壓與溫度的關系曲線(圖2)與標準的鉑電阻溫度傳感器的測量值進行比較，得出圖3所示的誤差曲線，有關測量誤差和輸出范圍的詳細信息，請參考MAX6610數據資料。

圖2. 圖1電路中輸出電壓與溫度的關系曲線，注：比例系數 = 10mV/°C。

圖3. 圖1電路測試數據與恒溫油槽中的標準鉑電阻測量溫度相比較得到的溫度誤差曲線，該電路在整個-40°C至+125°C溫度范圍內誤差保持在±2°C以內。

為了把該電路制作成一個探頭，可以制作一個直徑1mm、大約5mm長的銅線探針，將其直接焊接在PCB上IC的GND引腳焊盤上，銅線應直接接觸到GND引腳;也可以把銅線直接粘接到PCB上(此方法把銅線作為IC至測試點之間的低熱阻通道)。為了最大限度地降低探針與電路板之間的熱耗(熱耗會影響溫度測量精度)，利用一條細長銅線作為與IC的電氣連接。

板上溫度傳感器測量與探針測量的要求略有差別。利用板上溫度傳感器測量時，IC必須與電路板具有緊密的導熱連接，直接將IC引腳連接到大面積覆銅區(qū)域(即在覆銅區(qū)和IC之間采用短且粗的引線或不使用引線)。通過與電路板的導熱連接，覆銅區(qū)域可以保證電路板與傳感器之間良好的熱傳導和精確的溫度測量。