LM35溫度傳感器應用及特性

LM35是一種得到廣泛使用的溫度傳感器。由于它采用內部補償，所以輸出可以從0℃開始。該器件采用塑料封裝TO992，工作電壓4～30V，所以乍一看來，它似乎是無需校準的LM335。
　　
在上述電壓范圍以內，芯片從電源吸收的電流幾乎是不變的（約50μA），所以芯片自身幾乎沒有散熱的問題。這么小的電流也使得該芯片在某些應用中特別適合，比如在電池供電的場合中，輸出可以由第三個引腳取出，根本無需校準。
　　
目前，已有兩種型號的LM35可以提供使用。LM35DZ輸出為0℃～100℃，而LM35CZ輸出可覆蓋－40℃～110℃，且精度更高，兩種芯片的精度都比LM335高，不過價格也稍高。
　　
在最簡單的應用中，LM35可以按圖1那樣連接，僅僅為它提供一組直流電源，比如PP3電池電源，再加上一個用作顯示的DVM（數字電壓表）即可工作。傳感器甚至可以安裝到“探針”之中，將DVM擴展為電子式直讀溫度計，用來測散熱片的溫度。
　　
在使用單一電源時，LM35的一個缺點是無法指示低至零度的溫度。據稱利用LM35可測出20mV的電壓，這一值相當于2℃（一些情況下甚至可測出0～2mV的電壓！），但要指示零度或更低的溫度時，最好還是再提供一個負電源和一只下拉電阻。
　　
一種實現了這一目標的“簡單型溫度計”電路示于圖2，電阻R1和R2對電源電壓分壓，取得電壓參考值，這一電壓通過IC1緩沖，其輸出用作LM35和表頭的“地”。
　　
電阻R3用作下拉電阻。輸出低于零伏時，這一電阻值大約是每伏20kΩ，本例只需低于1V，所以電阻用18kΩ。這可使LM35覆蓋0℃～100℃（LM35DZ）或－40℃～110℃（LM35CZ）。
　　
LM35的負載為容性時，輸出有產生振蕩的可能，所以往往需要在負載上串接電阻避免振蕩的發生，這就是圖2中R4的功能，其阻值1kΩ就足夠了。這一簡單的線路可以用來得到一個經過改進的更準確的通用溫度計，這種溫度計在實驗室中大有用武之地。

模擬溫度計
　　
圖3所示的是一種模擬式溫度計的電路圖，其中使用了一個雙運算放大器，第二個運放用作LM35的輸出緩沖并將其變為表頭（MEI）的電流。
　　
圖中所示的兩個R4值分別適用于表頭滿刻度100℃所需電流100μA和1mA的兩種情況，使用其他表頭時，只要調整R4的值，不難滿足其滿刻度的要求。甚至可以選擇合適的R4來得到華氏溫標指示。
　　
電阻R5用于對最大電流進行限制，以防止表頭可能受到的損傷。盡管該電路無需任何退耦電容即可穩定工作，但我們還是推薦大家增添電容C1和C2（虛線連接的電容）。
　　
電源為9V時，如IC1選用運算放大器LM358，該電路所需電流約為1～2mA。若IC1選用低功耗運算放大器OP296G，工作電流可降為300μA。OP296G較低的失調電壓也可以使溫度計的精度得到進一步改善。

　 還有許多辦法可以使該電路讀出低于零度的讀數。比如可以用中心值為零的表頭，或增加一個極性轉換開關。
　　
在許多情況下，若電流表能卸下表面，這樣就可能對表頭的讀數人為增加百分之十到百分之二十的正向偏置。最后，還可以通過調整R4的值得到一個小電壓，以提供所需的偏置，不過這樣做會增加電路的復雜程度，因為可能需要增加參考電壓和一個額外的放大器。

總結
　　
只要稍稍增加一些費用，LM35就可以提供更加精確的溫度轉換特性，而且無需校準。用于遙測時，應該用三導線連接來取代雙導線連接，還需要在輸出線上串聯一個電阻，以避免容性電纜帶來的振蕩。目前，LM35已廣泛用于一些工程系統上，如汽車自動檢測線上的溫度測量。一些數字萬用表具有溫度檢測功能等，溫度探頭也采用了LM35器件的。