溫度補(bǔ)償電路功能及原理分析

電路的功能

傳感器溫度系數(shù)比較小時(shí)，可用多種方式進(jìn)行溫度補(bǔ)償，但是如果溫度系數(shù)過(guò)大，有瞬間漂移，則必須大幅度地補(bǔ)償傳感器的放大系數(shù)。本電路的目標(biāo)是抵消+2%/°C的溫度系數(shù)。可在傳感附近安裝半導(dǎo)體溫度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

電路工作原理

電路采用了使用方便的LM35DZ進(jìn)行溫度檢測(cè)。不用調(diào)節(jié)即可獲得10MV/°C的輸出。溫度變化范圍若為0~50°C，輸出為0~500MV，被OP放大器A2放大10倍以后為0~+5V。

在除法電路中，0V附近不能作為分母輸入，所以以25°C為基準(zhǔn)，放大倍數(shù)在1/1.5~1.5之間。

根據(jù)除法電路的運(yùn)算公式，EO=10z/-X，X=-10V時(shí)，放大倍數(shù)為1，所以使放大倍數(shù)A在1.5~3之間改變，X輸入端的電壓變化范圍為-3.3V~6.66V。因此，須用OP放大器A3把5V電壓改變?yōu)?.33V，其放大倍數(shù)小于1，在25°C基準(zhǔn)溫度下，用VR4把A3的同相輸入電壓置偏-5V。

本電路的作用是在溫度上升時(shí)，降低放大倍數(shù)。如希望進(jìn)行與此相反的補(bǔ)償時(shí)，把除法電路改為乘法電路，進(jìn)行EO=X.Y/10的運(yùn)算即可。除法電路用了普通的AD532，其詳細(xì)說(shuō)明及調(diào)整請(qǐng)參看“用于比率計(jì)算的除法運(yùn)算電路”

元件的選擇

溫度轉(zhuǎn)換電路用的傳感器可獲得10MV/°C的輸出，對(duì)OP放大器A2、A3及其外圍元件的精度和穩(wěn)定度沒(méi)有嚴(yán)格的要求。由于溫度傳感器裝在需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償的傳感器附近，考慮到外來(lái)噪聲，加了由R5和C1組成的濾波器（FC=16HZ）。

調(diào)整

為了保證產(chǎn)生準(zhǔn)確的補(bǔ)償電壓，可先把溫度傳感器折下來(lái)，外接輸入0V、250MV、500MV的電壓，調(diào)節(jié)VR4、VR5使OP放大器的輸出為-3.33V~-6.66V，步驟是先把VR5調(diào)在中間位置，A3的放大倍數(shù)為0.66倍，輸入250MV，然后調(diào)整VR4，使A3輸出為-5.0V。

調(diào)節(jié)VR5，使輸入在0~500MV時(shí)，輸出有3.33V的變化。根據(jù)使用目的，有可能需要改變補(bǔ)償范圍。

因?yàn)闇囟葌鞲衅鞯妮敵鲭妷壕瓤稍?~2%以內(nèi)。所以可直接裝在電路上，如能找到準(zhǔn)確的溫度環(huán)境，也可先用萬(wàn)用表測(cè)定電壓，確認(rèn)無(wú)誤之后再組裝。

除法電路在放大倍數(shù)大于1的情況下工作。25°C基準(zhǔn)溫度下放大倍數(shù)取2，變化范圍為1.5~3。如要交、直流補(bǔ)償信號(hào)均可采用，可準(zhǔn)備1KHZ的振蕩器，把放大倍數(shù)A換算成分貝，然后用電平調(diào)整。