基于测温三极管传感器的温度测控电路设计

三极管测温原理
三极管（又称晶体三极管或晶体管）在温度测量中可以被用作温度传感器，其测温原理主要基于三极管的温度特性。

在这种应用中，三极管被设置为温度敏感设备，其基本原理如下：
1.基本原理：三极管的电特性受温度的影响。

温度升高会导致三
极管的电特性发生变化，其中最常用的是基极-发射极电压
（Vbe）的变化。

2.Vbe与温度关系：在普通硅NPN 三极管中，Vbe与温度之间
存在大致的负温度系数关系，即随着温度升高，Vbe减小。

3.电路连接：为了利用这一温度特性，通常将三极管作为温度传
感器连接到一个电路中。

该电路中通常包括一个电流源，将电
流引入三极管的基极-发射极回路。

4.测量电压：测量三极管的Vbe，可以通过测量基极和发射极之
间的电压来实现。

这个电压值随温度的变化而变化，可以用来
间接测量温度。

5.温度补偿电路：为了提高测量的准确性，通常会设计一个温度
补偿电路，使测量结果更精确地反映温度的变化。

需要注意的是，虽然三极管可以用作温度传感器，但它相对于一些专门的温度传感器（如热电偶或热敏电阻）来说，精度可能较低。

在一些特殊要求的应用中，可能需要更为精确和专业的温度测量设备。

npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路标题：浅谈npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路设计在电子电路设计中，过温保护是一项非常重要的功能。

npn三极管和ntc热敏电阻是常用的元件，用于实现电路的过温保护。

本文将从npn三极管和ntc热敏电阻的原理入手，深入探讨过温保护电路的设计和应用。

1. npn三极管的工作原理npn三极管是一种常用的双极性晶体管，由两个p型半导体夹在一个n型半导体之间构成。

npn三极管的工作原理是通过控制基极电流来实现对集电极与发射极之间电流的控制。

在电路中，npn三极管通常用作放大器、开关和电压比较器等功能。

而在过温保护电路中，npn 三极管通常被用作温度传感器，根据温度的变化来控制电路的工作状态。

2. ntc热敏电阻的特性ntc热敏电阻是一种随温度变化呈负温度系数的电阻器。

随着温度的升高，ntc热敏电阻的电阻值会下降；反之，温度降低时电阻值会增加。

这种特性使得ntc热敏电阻在过温保护电路中有着重要的作用。

通过测量ntc热敏电阻的电阻值，可以准确地反映温度的变化情况，进而实现对电路的过温保护控制。

3. 过温保护电路设计基于npn三极管和ntc热敏电阻的原理，可以设计出一套简单而有效的过温保护电路。

当温度超过设定的阈值时，ntc热敏电阻的电阻值会发生明显改变，进而使得npn三极管的工作状态发生变化。

通过合理设计的电路结构，可以将npn三极管的输出信号转换为控制信号，从而实现对被保护设备的过温保护功能。

4. 个人观点和总结在电子电路设计中，npn三极管和ntc热敏电阻是非常有用的元件，尤其在过温保护电路中发挥着重要作用。

通过合理的设计和应用，可以有效地保护电子设备免受过高温度的损害。

在实际应用中，我们也应该结合具体的场景和需求，灵活地设计和调整过温保护电路，以确保设备的安全和可靠运行。

结语本文从npn三极管和ntc热敏电阻的原理入手，深入探讨了过温保护电路的设计和应用。

通过对这些元件特性的分析，我们可以更好地理解过温保护电路的工作原理和实际应用。

实验三温度控制电路的设计一、实验目的（1）了解传感器的基本知识，掌握传感器的基本用法。

（2）了解有关控制的基本知识。

（3）掌握根据温度传感器来设计控制电路的基本思路。

二、设计指标与要求(1)电源：+12V或±12V单双电源供电均可。

(2)要求温度设定范围为-20℃—+130℃，温度非线性误差不得超过±5℃。

(3)控制部分：监控温度高于设定的上限温度或低于设定的下限温度时，分别点亮不同颜色的二极管。

三、实验原理与电路本实验要求根据监控温度来做出相应的报警响应，该温度传感控制系统如图1所示。

图1 温度传感器控制框图（一）温度传感器将温度信号转换为电信号，经过信号处理电路对其进行处理，最后通过报警控制电路来控制发光二极管的指示。

（一）温度传感器1、有关温度传感元件介绍集成芯片LM35。

LM35是美国国家半导体公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度呈线性关系。

因而，从使用角度来说，LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM无须外部校准和微调，可以提供常用的室温精度。

特点与基本参数：直接以摄氏温度校准：线性比例因数：+10.0mV/；0.5℃的精确性保证（+25℃）；额定全工作范围：-55～+150℃；电压供电范围：直流4～30V；漏电电流：小于60μA；低自发热量，在静止空气中：0.08℃；非线性特性：±1/4℃；封装形式及管脚说明、典型应用：LM35采用TO--220塑料封装形式，其引脚排列如图2所示。

典型应用如图3所示，在图4中，若R=-V S/50μAVOUT =+1500mV (+150℃)=+250mV (+250℃)=-550mV (-55℃)图2 LM35引脚排列图图3 基本摄氏温度图4全工作范围摄氏传感器（例一）温度传感器（例二）典型性能特性如图5所示：图5 最小电压输入与温度关系（2）温度传感元件的选择根据设计指标与要求中对电源的要求，热敏电阻、LM35和AD590都可以选用，但根据对传感器工作条件和精度要求综合考虑，选择LM35作为温度传感元件。

Proteus三极管温度传感器代码1. 简介在电子设备和电路设计中，温度传感器起着非常重要的作用，能够实时监测电子元件的温度变化，并根据需要采取相应的措施进行温度管理。

在这篇文章中，我们将重点讨论使用Proteus软件来模拟实现一个基于三极管的温度传感器的代码设计。

2. 温度传感器原理温度传感器是一种能够将温度转换为电信号的设备。

它利用一定的物理原理，如电阻、电压、电流或半导体的特性变化，来测量环境的温度并将其转化为相应的电信号。

常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。

在本文中，我们将使用三极管作为温度传感器。

三极管的基极电流与其温度成正比，因此可以通过测量其基极电流来获取温度信息。

3. Proteus软件介绍Proteus是一款集电路设计、仿真和PCB布局于一体的EDA工具软件。

它提供了一个功能强大且直观的开发环境，使得电路设计和仿真变得更加高效和可靠。

Proteus的优势在于可以帮助工程师在设计阶段检查电路的正确性和性能，减少实际制造和测试阶段的错误和成本。

在这个实验中，我们将使用Proteus来模拟三极管温度传感器的电路，并编写代码进行温度测量和模拟。

4. Proteus三极管温度传感器电路设计在Proteus中，我们首先需要搭建一个三极管温度传感器的电路。

以下是我们设计的电路图：[插入电路图]在这个电路中，我们使用了一个NPN型三极管，V1是一个可变电阻，模拟温度信号的变化。

R1是一个固定电阻，用于限制电流。

Vcc为电源电压。

5. Proteus三极管温度传感器代码实现接下来，让我们编写代码来模拟三极管温度传感器的功能。

我们将使用C语言来编写代码，并在Proteus的虚拟微控制器上进行仿真。

以下是我们的代码实现：#include <reg51.h>#define ADC_INPUT P0 // 定义ADC输入口unsigned int ADC_output = 0; // ADC输出信号void ADC_conversion(){ADC_output = ADC_INPUT; // 获取ADC输入信号}void main(){while (1){ADC_conversion(); // 进行ADC转换// 进行温度计算float temperature = (float)ADC_output * 0.244; // 假设ADC信号与温度成线性关系，每单位增加0.244摄氏度// 输出温度// … 这里可以将温度数据发送给其他模块进行处理或显示}}在代码中，我们首先定义了ADC输入口为P0，并声明了一个变量ADC_output来存储ADC输出信号。

一、设计任务和指标要求题目：水温监测及控制电路任务：设计并制作一个温度监测及控制电路，控制对象为1升净水，容器为陶瓷器皿。

水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。

1、基本要求：(1)温度设定范围为20~40°C,最小区分度为1°C(2)环境温度降低时，温度控制的静态误差≤1°C2、发挥部分：(1)实时显示水的实际温度(2)显示当前控制状态(3)恒温控制30°C，温度波动0.2°C。

二、设计框图及整机概述1.原理框图2．设计思想通过温度传感器(DS18B20)，对被控对象进行温度与数字转换，由温度传感器输出的温度信号经过IO口，由单片机读出数值，并显示在数码管上，按键可以提高或者降低所需的温度，实际温度再经过与目标温度的比较，若所测温度大于基准温度，则输出低的门限电压，即：D1灯不亮，不执行加热环节。

反之，若所测电压小于基准电压。

则输出高的门限电压，即D1灯亮，执行加热环节。

反之，则执行冷却环节，这样就可以把温度控制在一定的范围内。

三、各单元电路的设计方案及原理说明1．单片机I/O口分配在本次设计中，我们选择STC89C51单片机作为主控制器。

其中单片机P0口作为实际水温的段选端。

P2口作为目标水温的段选端。

P1作为位选端，其中P1.0—P1.3作为实际水温位选，P1.4—P1.7作为目标水温位选。

P3口主要作为信号指示以及读取温度传感器的温度数据。

1．晶振及复位电路晶振选为11.0592MHZ，通过两个电容与XTAL1和XTAL2构成单片机的外部时钟电路。

复位操作由上电自动复位和按键手动复位两种方式。

复位电路由RC微分电路产生的脉冲来实现，电路如下图所示，按下开关即可产生复位信号，通过导线引入单片机RST引脚即可发生复位。

2．三极管位选驱动电路由于我们选择四位一体的共阳极数码管作为温度显示原件。

尊敬的读者，今天我将和大家一起探讨电子电路中的一个重要主题：npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路。

这个主题涉及到电子元件的原理、应用和设计，对于电子工程师和电子爱好者来说都是非常有价值的知识。

接下来，我将从简到繁地介绍这个主题，希望能带领大家深入了解这一电路设计领域。

1. npn三极管的工作原理让我们来了解一下npn三极管的工作原理。

npn三极管是一种双极型晶体管，由三个掺杂不同的半导体层组成。

在正常工作状态下，当基极与发射极之间施加正电压时，npn三极管处于导通状态；当基极与发射极之间施加负电压时，npn三极管处于截止状态。

这种特性使得npn三极管可以被用于电子电路中的开关、放大和稳压等功能。

2. ntc热敏电阻的特性和应用接下来，让我们关注ntc热敏电阻的特性和应用。

ntc热敏电阻是一种温度敏感电阻，其电阻值随着温度的变化而变化。

当温度升高时，ntc 热敏电阻的电阻值减小；当温度下降时，ntc热敏电阻的电阻值增加。

这种特性使得ntc热敏电阻可以被用于温度测量、温度补偿和过温保护等电路中。

3. npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路设计现在，让我们将目光聚焦在npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路的设计。

在电子设备中，过热是一个常见的问题，它可能会损坏电子元件、降低设备性能甚至引发火灾。

设计一个可靠的过温保护电路对于保护电子设备至关重要。

npn三极管和ntc热敏电阻可以被巧妙地结合在一起，构成一个简单而有效的过温保护电路。

4. 过温保护电路的原理和实现过温保护电路的原理是基于ntc热敏电阻的温度敏感特性。

当监测到电子设备的温度超过设定的阈值时，ntc热敏电阻的电阻值会急剧下降，导致npn三极管的基极电压上升。

这将导致npn三极管处于导通状态，使得负载电路被瞬间断开，从而实现对设备的过温保护。

通过合理选择ntc热敏电阻的参数和npn三极管的工作点，可以实现对不同温度范围的精确过温保护。

5. 总结和回顾npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路是一种非常重要的电子电路设计。

温度测量电路简介1．温度传感电路（C/V转换）温度传感电路为一测温电桥。

其中VT1采用了三极管3DG6，利用其发射结作为温度传感器。

当工作电流为130μA时，其温度系数为-2mV/℃。

温度升高时，运算放大器的输出电压发生相应变化。

温度每升高1℃，V t点下降2mV，经运算放大器放大10倍，输出电压变化20mV。

当温度在0℃～100℃之间变化时，输出电压的变化范围为0～2000 mV。

为了保证测量精度，VT1的工作电流要求比较稳定，如果＋5V电源不稳定，则应增加稳压电路，从而稳定VT1的温度系数。

2．电压-频率（V/F）转换用LM331实现电压-频率（V/F）转换。

LM331是一种廉价、精密的电压-频率转换专用集成电路。

它的主要特点是：V-F变化特性为10Hz/mV，其非线性误差小（0.01％），电源适应能力强，可使用单5V电源。

V-F的转换范围宽（1Hz～100kHz），温度稳定性好，输出负载能力强，能同时兼容CMOS和TTL逻辑电平。

将以上两个电路结合起来，我们就可以实现温度到频率的转换。

比如，温度为1℃时，温度传感器电路输出电压为1×20mV=20mV，LM331输出频率为20×10＝200（Hz）。

同样，当环境温度为25℃时，温度传感器电路输出电压应为25×20＝500（mV），此时LM331输出的频率应为500×10＝5000（Hz）。

3．其他电路LM331输出的波形经施密特触发器整形为方波。

方波的频率代表了所测量的温度值。

为了得到频率值，采用8253定时/计数器对方波进行计数，以获得1秒钟内的方波脉冲个数。

8253的通道0用于对方波进行计数。

通过软件将其设置为工作方式0。

其初值设置为60000，这样可计数的最大脉冲频率为60kHz（本电路中需要计数的脉冲频率最高仅为20kHz）。

8253的通道1用于产生1秒的标准闸门信号。

通过软件将其设置为工作方式1，其输入频率为62.5kHz，所以计数初值设置为62500。

npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路一、引言在电子设备中，过热问题是一个常见且严重的隐患。

过高的温度不仅会影响设备的性能和寿命，还可能导致设备的损坏甚至火灾等安全问题。

因此，设计一个有效的过温保护电路对于电子设备的稳定运行至关重要。

本文将介绍一种基于npn三极管和ntc热敏电阻的过温保护电路的原理和设计方法。

二、npn三极管和ntc热敏电阻的基本原理2.1 npn三极管npn三极管是一种常见的双极型晶体管，由三个区域的半导体材料组成：n型区域、p型区域和n型区域。

它具有放大和开关功能，可用于控制电流的流动。

2.2 ntc热敏电阻ntc热敏电阻是一种负温度系数电阻，即随着温度的升高，其电阻值会降低。

它的电阻值与温度之间存在一种负相关关系，这使得它在温度测量和控制中具有重要的应用。

三、npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路的设计3.1 电路原理npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路的基本原理是利用ntc热敏电阻的特性来监测电子设备的温度变化，并通过npn三极管控制电流的流动，以达到过温保护的目的。

3.2 电路设计步骤1.选择合适的npn三极管和ntc热敏电阻，确保其参数符合设计要求。

2.将ntc热敏电阻连接到电路中，通常将其串联在电源电路或负载电路中。

3.将npn三极管连接到电路中，通常将其作为开关控制电流的流动。

4.设计一个反馈电路，将ntc热敏电阻的信号转换为npn三极管的控制信号。

5.设置合适的温度阈值，当温度超过该阈值时，npn三极管将被驱动，切断电流的流动。

6.通过合适的保护措施，确保过热情况下电子设备的安全运行。

3.3 电路工作原理当电子设备的温度升高时，ntc热敏电阻的电阻值会降低。

当温度超过预设的阈值时，ntc热敏电阻的电阻值将达到触发点，触发npn三极管的控制信号。

npn三极管被驱动后，将切断电流的流动，从而实现过温保护的功能。

四、npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路的应用npn三极管和ntc热敏电阻过温保护电路广泛应用于各种电子设备中，例如电源、电机、电路板等。

三极管温控风扇电路
三极管温控风扇电路是一种基于三极管的温度监测和控制方案，用于自动调节风扇的转速以维持设定的温度范围内。

电路原理：
在电路中加入一个温度传感器，它会根据环境温度变化输出一个电压信号。

通过调节三极管的工作状态，可以控制风扇的转速，从而达到控制温度的目的。

具体实现：
1. 温度传感器可采用常见的NTC热敏电阻，在温度升高时其电阻值会降低。

2. 将温度传感器与一个固定电阻串联，组成一个电压分压电路，接到三极管的基极上。

3. 通过电阻调节电路的灵敏度和温度响应速度。

4. 当温度升高，传感器的电压下降，导致三极管的工作状态改变，从而改变风扇的转速。

5. 可通过选定不同的电阻和三极管，调节电路的工作特性与匹配不同的风扇。

需要注意的是，三极管温控风扇电路常用于小功率电器中，若要用于高功率电器则需要进行适当的改进和扩展。

⼀种基于NTC的控温电路及软件实现NTC（Negative Temperature Coefficient）是⼀种随温度上升时，电阻值呈指数关系减⼩的热敏电阻。

应⽤⼴泛，最近我们就采⽤了NTC来控制加热并测温，并达到了预期的效果。

1、硬件设计我们使⽤三极管作为加热元件，通过NTC来控制通过三极管的电流，以起到控制温度的作⽤，⾄于温度控制到多少，可以通过调节电位器来控制。

同时使⽤另⼀个NTC来测量当前的温度。

电路图如下：上图中我们通过⼀个电桥来采集NTC电阻的变化，因为电阻的变化会引起C17两端电压的变化。

温度越⾼NTC电阻越⼩，C17两端电压差就越⼤，反之越⼩。

我们采⽤了25摄⽒度时，阻值为10K的NTC。

不难推断出输出电压与NTC电阻值得关系。

当输出电压为0V时，电阻约25K，查表可知唯独为5摄⽒度左右。

当输出电压为5V时，电阻值接近0，查表可知在100摄⽒度以上。

职业便是这个电路的理论测量范围。

2、软件设计前⾯我们设计了测量电路，也分析了检测电压与NTC电阻制的关系。

接下来我们主要讨论⼀下软件设计。

软件的设计我们采⽤了公式法和查表法两种⽅式来获取温度值。

（1）公式法我们前⾯已经提到过，NTC是⼀种随温度上升时，电阻值呈指数关系减⼩的热敏电阻。

⽽这种指数关系具体如下：其中，B是NTC的常数，每种为固定值。

Rt是NTC的电阻，R为标称25摄⽒度时的电阻。

T1是Rt对应的开⽒温度，T2是标称的开⽒温度。

于是我们就可以推导出有电阻计算温度的公式：根据以上公式我们可以实现：1/*公式法计算NTC温度值*/2static float FormulaNTCTemperature(float resistance)3 {4float temp;5float result=0.0;67 result=resistance/NTC_NOMINAL_RESISTANCE;8 result=(log(result)/NTC_NOMINAL_CONSTANT)+(1/(NTC_NOMINAL_TEMPERATURE+KELVIN_CONSTANT));9 temp=1/result-KELVIN_CONSTANT;1011return temp;12 }（2）查表法查表法顾名思义就是通过电阻分度表来获取温度区间，再做拟合。