汽车集成温度传感器应用电路分析

热敏电阻式温度传感器工作电路说明书一、可以满足的教学功能本电路模拟控制模块根据温度传感器的信号控制风扇运行的控制过程，重点在于系统电路是如何把温度信号转变成电子信号输送给控制模块的，通过该电路板的学习，可以：1、掌握热敏电阻式温度传感器工作电路的组成和工作原理；2、掌握电路构成主要部件的作用和工作原理；3、学会电路板工作性能的检测方法；4、学会电路板常见故障的诊断和维修方法；5、掌握万用表的使用方法。

二、电路板工作原理在改变热敏电阻温度（用手）后，系统会显示传感器检测到的温度值，并驱动冷却风扇的运行。

1、通电后数码管会显示室内温度，此时可以利用万用表测量温度输入信号。

2、用手使热敏电阻R3温度升高，可以观察数码管上显示的温度值，随着温度的上升，用万用表测量温度输入信号，观察信号电压的变化情况。

3、当数码管显示的温度达到30℃以上时，风扇便会启动运转，为系统提供冷却。

电路原理图如下：元器件参数表：元件编号元件名称参数R1、R2 电阻10KR3 NTC热敏电阻10K（25℃时）R4 电阻1KR5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12 电阻1KC1、C2 瓷片电容0.1ufCT3 电解电容10ufCT1、CT2 电解电容22ufQ1 三极管7805Q2 三极管9013U1 单片机STC12C520ADS1 复位按键DS1 三位八段数码管三、主要组成元件的作用和工作原理1、风扇通电后以一定的角速度转动，可以用于散热。

2、数码管LED数码管是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，可以显示出我们要的数字。

分为共阴极和共阳极两种，一般为7段，有的另加一个小数点。

3、热敏电阻热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器和负温度系数热敏电阻器。

热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。

正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

集成温度传感器温度测量及控制系统报告书小组成员：2016年9月10日一、题目介绍主要任务：1. 集成温度传感器选用AD590，为电流输出型器件，设计完成电流－电压转换主电路，信号放大电路；压频转换电路；进行三位数码管（小数点后一位）显示。

2. 温度设定及控制电路。

3. 温度超限报警电路（采用发光二极管报警，不闪烁）。

技术指标：测温范围：室温~45℃控制温度：±2℃二、总体方案设计根据课题要求，我们设计了如下的方案：如上图所示，我们的设计思路是：测温系统：（上图中间部分）先将传感器AD590输出的与热力学温度对应的电流转换成以“伏”为量级的电压，再将这个电压经过平移与放大，转换成与摄氏度对应的电压，且大小适合于输入锁相环4046。

通过锁相环4046实现压频转换的功能，将之前的电压转换成对应频率的方波。

这样就逐步实现了电流-电压-频率与摄氏温度的一一对应关系。

最后将得到的方波输入数码管显示电路就可以显示出测得的温度。

报警系统：（上图左下部分）我们考虑了两种方式来实现报警功能，即比较数字信号还是模拟信号。

本系统采用了比较模拟信号的方案，即将放大后的电压信号与设定的报警电压比较，后文的温度控制系统也采用了类似的方案。

我们利用了减法器来作为报警电路，将与测得温度相对应的电压输入减法器的正极，将设定的报警电压输入减法器的负极，这样当实际温度比设定温度高时，减法器输出电压为正，发光二极管导通报警；当实际温度比设定温度低时，减法器输出电压为负，发光二极管不导通。

这样就实现了报警功能。

温度控制系统：（上图右上部分）温度控制电路为一个比较器，我们通过滑动变阻器来改变设定电压从而改变设定温度，将之与测得的电压比较。

当设定温度高于实际温度时，比较器输出高电平带动发光二极管和加热线圈工作；当设定温度低于实际温度时，比较器输出低电平，二极管和加热线圈均不工作。

这样该系统就能够较为精确地控制温度。

三、具体内容按照要求的分工，我主要负责的部分是测温电路，放大电路和压频转换电路，但在实际工作过程中，每一部分电路都是通过两人共同探讨，相互协作才成功搭建完成的，因而得以掌握了更多的电路原理和搭线技巧。

1引言集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一块芯片上，能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于-55℃~±150℃之间的温度测量。

温敏晶体管在管子的集电极电流恒定时，其基极发射极电压与温度成线性关系，为克服温敏晶体管vb电压产生时的离散性，采用了特殊的差分电路。

集成温度传感器具有电压型和电流型两种，电流输出型集成温度传感器在一定的温度T时相当于一个恒流源。

因此，它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪音的干扰，具有很好的线性特性。

本实验采用国产的AD590，它只需要一种电源（4.5~24V）即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻，即可实现电流到电压的转换。

它使用方便，并且电流型比电压型的测量精度高。

2传感器的特性测量2.1实验内容测量AD590在电源电压稳定时，输出电流与温度的关系及不同温度下的伏安特性，采用图1所示电路。

实验中为了测量不同温度下的AD590的特性，必须将AD590用铝外壳保护且引线用绝缘材料封闭，置于恒温水浴中。

伏特表测量电阻两端的电压。

由于AD590近似于高精度电流源，所以要求伏特表有足够的测量精度，本实验采用了三位半数字电压表测量电压值。

对于电阻R，一方面要有足够的有效数字，另一方面其压降又要使伏特表的读数有足够的有效数字。

本实验采用了0.1级电阻箱。

数值为200.0，由I=V/R，即得AD590上的电流值。

以温度作为自变量，电流I为因变量，方程为：2.2数据处理表1为实验测得的一组数据，显示温度和电流的关系（R=200）。

用最小二乘法进行拟合，通过计算机程序，输入10组实验数据计算得出、和相关系数，程序如图2所示。

3 测温电路3.1实验内容设计一个用AD590精确测量0~100℃范围内温度的电路，为使伏特表的示数正好是摄氏温度的读数，取R1上的电压与R2上的分压差作为V的输入。

测温电路如图3所示。

图3中电阻值根据伏安特性测量时用最小二乘法拟合结果计算得出。

AD590温度传感器的使用AD590温度传感器是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流，在8051的各种课本中经常看到。

其规格如下：1、度每增加1℃，它会增加1μA输出电流2、可测量范围-55℃至150℃3、供电电压范围+4V至+30VAD590的管脚图及元件符号如下图所示：AD590的输出电流值说明如下：其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。

AD590基本应用电路：注意事项：1、Vo的值为Io乘上10K，以室温25℃而言，输出值为10K×298μA=2.98V2、测量Vo时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。

AD590实际应用电路：电路分析：1、AD590的输出电流I=（273+T）μA（T为摄氏温度），因此测量的电压V为（273+T）μA×10K=（2.73+T/100）V。

为了将电压测量出来又务须使输出电流I不分流出来，我们使用电压跟随器其输出电压V2等于输入电压V。

2、由于一般电源供应教多器件之后，电源是带杂波的，因此我们使用齐纳二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，其输出电压V1需调整至2.73V3、接下来我们使用差动放大器其输出Vo为（100K/10K）×（V2-V1）=T/10，如果现在为摄氏28℃，输出电压为2.8V，输出电压接AD转换器，那么AD转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。

集成温度传感器AD590及其应用刘振全摘要：介绍了集成温度传感器AD590，给出了AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，并以节能型温、湿度控制系统为例介绍了利用AD590测两点温差电路的应用。

关键词： AD590；集成温度传感器；温度差；中图分类号：TP368 TP212.11文献标识码：A 文章编号：：1006-883X（2003）03-0035-03一、引言集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值V BE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：式中，K—波尔兹常数；q—电子电荷绝对值。

温度传感器在汽车上的运用201110301314 机自113 王盟为了确定发动机的温度状态，正确的控制燃油喷射、点火正时、怠速转速和尾气排放，提高发动机的运行性能，发动机控制模块需要能连续精确地监测冷却液的温度、进气温度与排气温度的传感器(部分车型装备)。

从结构上讲，这些温度传感器有绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯式和热电偶式等。

应用较多的是绕线电阻式和热敏电阻式温度传感器。

而从检测对象方面讲，温度传感器包括发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器和排气温度传感器。

1．作用（1）发动机冷却液温度传感器(ECT)发动机冷却液温度传感器又称水温传感器，它用来检测发动机冷却液的温度，并将温度信号转变成电信号输送给发动机控制模块，作为汽油喷射、点火正时、怠速和尾气排放控制的主要修正信号。

（2）进气温度传感器(IAT)进气温度传感器(IAT)用来检测进气温度，并将进气温度信号转变成电信号输送给发动机控制模块，作为汽油喷射、点火正时的修正信号。

（3）排气温度传感器排气温度传感器用来检测再循环废气的温度，用以判断废气再循环系统工作是否正常。

2. 分类温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。

IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。

热电偶应用很广泛，因为它们非常坚固而且不太贵。

热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围，从200℃到2000℃。

它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非线性。

另外，热电偶需要外部参考端。

RTD精度极高且具有中等线性度。

它们特别稳定，并有许多种配置。

但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。

它们也有很大的TC，且价格昂贵(是热电偶的4～10倍)，并且需要一个外部参考源。

拟输出IC温度传感器具有很高的线性度 (如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。

实验十 AD590温度传感器特性实验【实验目的】1、了解AD590温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法；2、 测量AD590温度传感器输出电压与温度的特性曲线；【实验仪器】电磁学综合实验平台、 AD590温度传感器、加热井、温度传感器特性实验模板【实验原理】1．电流型集成温度传感器AD590是一种电流型集成电路温度传感器。

其输出电流大小与温度成正比。

它的线性度极好，AD590温度传感器的温度适用范围为-55～150℃，灵敏度为1μA/K 。

它具有高准确图10-1度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。

AD590是一个二端器件，电路符号如图10-1所示：AD590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10MΩ，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差。

AD590的工作电压为+4～+30V ，测温范围是-55～150℃。

对应于热力学温度T ，每变化1K ，输出电流变化1μA 。

其输出电流I 0(μA)与热力学温度T （K ）严格成正比。

其电流灵敏度表达式为：ln8eR3k T I （10-1） 式（10-1）中k 、e 分别为波尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成化电阻。

将k/e=0.0862mV/K,R=538Ω代入（10-1）中得到：I=1.000uA/K T（10-2） 在T=0（K ）时其输出为273.15μA(AD590有几种级别，一般准确度差异在±3～5μA)。

因此，AD590的输出电流I o的微安数就代表着被测温度的热力学温度值（K）。

AD590的电流-温度（I-T）特性曲线如图10-2所示：图10-2其输出电流表达式为：I=AT+B (10-3)式（10-3）中A为灵敏度，B为0K时输出电流如需显示摄氏温标（℃）则要加温标转换电路，其关系式为： t=T+273.15 (10-4) AD590温度传感器其准确度在整个测温范围内≤±0.5℃，线性极好。

汽车电子技术中传感器的应用分析摘要：汽车是当下国民生活不可或缺的工具，而越来越多汽车实现了高度电子化，在电子技术发展带动下，传感器成为汽车电子控制系统的关键构成。

目前在汽车上应用的传感器已经有一百多种，从底盘、车身到控制系统中都有传感器存在。

传感器能将电信号、光信号、压力信号等转化，在汽车电子技术中，应用传感器能提升汽车的控制价值，基于此，本文将进行分析和研究。

关键词：汽车电子技术；汽车传感器；应用分析一、汽车传感器汽车传感器是安装于汽车，将汽车的非电信号转变为电信号，并传递各种汽车工况信息的装置。

根据使用的目的不同，汽车传感器可以分为车身感知传感器和环境感知传感器。

（一）车身感知传感器车身感知传感器主要是能够提升汽车的信息化水平，并且带动汽车感知自身，如压力传感器、位置传感器、线加速度传感器、空气流量传感器等。

从工作原理上看，这些传感器采用了MEMS方案。

MEMS系统是微机电系统，它集合了微型传感器、执行器、电源、能量等系统，是一种建立在微电子科学和微机械加工技术之上形成的新型传感器。

和普通的传感器相比，MEMS传感器体积小、成本低、耗能低、可靠性高，能够带动汽车智能驾驶智能化发展。

目前，MEMS传感器能够用于，车用传感器的几乎所有类型，且能够实现个性化生产和定制。

车身感知传感器在汽车上的分布是非常广泛的，如汽车的动力系统、底盘系统，车身系统中都有车身感知传感器，它能够根据感应汽车自身信息所获得的数据作出决策。

车身感知传感器是汽车的神经末梢。

例如，在动力系统中，通过控制发动机的动力传递在线诊断，并分析燃油的经济性，它通过氧气传感器、温度传感器、曲轴位置传感器等实现协同控制[1]。

（二）环境感知传感器环境感知传感器是通过对外部环境进行感知，帮助汽车计算机进行决策，它能够为汽车的智能化驾驶提供有效的帮助，如车载摄像头、毫米波雷达、红外雷达等都属于环境感知传感器。

环境感知传感器建立在汽车安全技术之上，通过被动安全向主动安全引进感知传感器，通过识别并探测车辆周边环境来帮助车主观察周边环境，保持行车安全。

电流集成电路温度传感器电流算法随着集成电路技术的进步和应用范围的扩大，温度传感器已经成为了一个很重要的传感器之一。

在电流集成电路技术中，温度传感器电流算法是一项非常关键的技术，它可以使传感器对于温度的测量更加准确和可靠。

电流集成电路温度传感器电流算法的实现过程大致分为以下几个步骤：第一步，根据温度传感器的原理，将温度转化为电阻值。

温度传感器一般是根据热敏效应来实现温度测量的。

热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的材料，当温度升高时，电阻值会降低，反之亦然。

因此，可以根据对热敏电阻的测量，来确定温度变化的大小。

第二步，将电阻值转化为电压值。

热敏电阻的变化可以通过电桥平衡来测量，从而得到电阻值。

然后，通过使用运算放大器等电子元件，将电阻值转化为对应的电压值，方便后续的处理和分析。

第三步，将电压值转化为电流值。

在电流集成电路中，传感器一般是使用电流模式来传输信号，因此需要将电压信号转化为对应的电流信号。

这可以通过使用电压转化器等电子元件来实现。

在这个过程中，需要注意保持信号传输的精度和稳定性。

第四步，校正电流值。

由于电阻温度传感器有一定的非线性特性，因此在温度测量过程中，需要对电流值进行一定的校正。

校正可以通过使用校正电路等电子元件来实现。

通过校正可以使电流集成电路温度传感器的测量精度更高，误差更小。

总的来说，电流集成电路温度传感器电流算法可以实现对温度信号的高精度和高稳定性测量。

在实际应用中，还可以根据不同的应用场景和需要，进行相应的优化和定制，以实现更加精准的温度测量。

汽车温度传感器的功用及典型故障分析汽车上的温度传感器多为负温度系数热敏电阻，如发动机的进气温度传感器、冷却液温度传感器、机油温度传感器，自动变速器和无级变速器的油温传感器，双离合器变速器负责监控变速器油底壳油温的G93变速器油温度传感器、负责监控变速器离合器工作油温的G509温度传感器，空调的室内温度传感器、环境温度传感器、蒸发器温度传感器，悬架空气泵温度传感器等均为负温度系数热敏电阻。

其特点是测量点的温度越高，传感器的电阻值越低，输出电压信号越低。

以马自达进气温度传感器为例，环境温度分别为-20℃、20℃、60℃时，电阻值分别为13.6~18.4kΩ、2.21~2.69 kΩ、0.493~0.6967kΩ。

负温度系数热敏电阻传感器常见故障为信号不正常，传感器或线束短路，数据流会出现虚假的高温信号；传感器或线束断路、端子进水或搭铁线接触不良，数据流会出现虚假的低温信号。

另外，控制单元A/D转换器转换错误，数据流也可能出现虚假的高温信号。

一、进气温度传感器1.进气温度传感器作用除卡门涡旋式空气流量传感器以外，其余发动机均装有进气温度传感器，。

进气温度传感器可以装在空气流量传感器或进气压力传感器内，也可以装在进气道上某个部位。

发动机进气温度高时控制单元会减少喷油脉宽，反之增加喷油脉宽。

图1 进气温度传感器2.进气温度传感器故障分析进气温度传感器搭铁线接触不良，数据流会显示异常低温，低温空气密度高，会加大喷油脉宽，造成混合汽过浓。

传感器短路，数据流会显示异常高温，高温空气密度低，会减少喷油脉宽，造成混合汽过稀。

进气温度传感器温度越高混合汽越浓，传感器断路或搭铁不良会造成混合汽过稀，导致启动困难。

二、冷却液温度传感器1.冷却液温度传感器的作用冷却液温度传感器端子为2针，一根为输入信号线，另一根为输出信号线；端子为4针，则4针分别为输入信号线、输出信号线、控制单元搭铁线和仪表板搭铁线，。