温度显示电路与传感器技术“，

我总是被告知要把冰箱门关上，所以我照做了。但当冰箱门在一个晴朗的日子里选择保持微开时，我遇到了巨大的麻烦，因为水蒸气几乎聚集在里面的每件物品上。谢天谢地，所有的蔬菜都没有坏掉，否则我就会忍受难以忍受的唠叨了。

在某些行业，失控的温度会导致比腐烂的水果或融化的冰淇淋更糟糕的后果。冷藏室需要有精确的温度控制或货物，往往新鲜的农产品有被污染的风险。医院的温度也保持在一定的阈值以下，以防止细菌生长。

该复杂控制器的核心是一个温度传感电路。通常，在设计中包含显示器，以提供温度的实时值。

温度显示电路是如何工作的

温度电路测量直接环境的温度，并将数值显示在数字显示器上。它就像一个模拟温度计，除了不使用水银来确定温度值。

相反，温度显示电路包含一个温度传感器，单片机和一个数字显示器。温度传感器利用电气原理检测温度值并将其转换为模拟信号。

一个微控制器被用来拾取模拟信号并将其转换为数字值．通常，在输入到微控制器的ADC引脚之前，需要一个运算放大器来放大温度的模拟值。

显示器，通常是LCD或分段led，用来显示温度的当前值。根据传感器的分辨率，显示器可能以小数点显示温度值。

用于温度显示电路的传感器类型

温度电路的一般概念很简单。但这并不意味着你可以从供应商那里找到任何温度传感器就可以开始制造一个。有各种类型的温度传感器可供选择，您需要选择一个适合您的要求。

以下是几种常见的温度传感器。

• 热电偶热电偶的工作原理是测量两种不同金属之间的电压偏移量。它是非线性，精度较低，但可以在最宽的温度范围内工作。

• 电阻温度检测器(RTD)RTD通常由一根铂线包裹在陶瓷或玻璃芯上制成。随着温度的变化，电阻的变化基本呈线性。它是高度准确的，但不是一个经济的选择。

• NTC热敏电阻NTC热敏电阻的工作原理是根据其温度改变其电阻。它对温度的微小变化非常敏感。与温度相比，这个值的变化呈指数级。

• 集成电路传感器半导体传感器使用二极管来确定温度值。温度传感ic通常有内置的运算放大器，以数字或模拟信号提供温度值。

热电偶覆盖的温度范围最大，但精度最低。

设计温度显示电路时的挑战

根据温度传感器的类型，您将不得不处理PCB设计中的特定挑战。热电偶，RTD和NTC热敏电阻产生与温度值对应的模拟信号。这意味着你需要在PCB的模拟和数字部分之间有一个很好的分离。

保持模拟和数字接地分开是重要的，以确保没有数字噪声耦合到模拟温度信号。当然，您还需要确保模拟信号有一个清晰直接的返回路径到模拟地面。

显然，使用基于半导体的温度传感器将简化PCB设计。然而，这并不意味着你应该认为任何事情是理所当然的。如果IC传感器产生模拟输出，您仍然需要坚持模拟-数字分离的最佳实践。

正确的温度传感器设计可以获得准确的显示值。

一些基于ic的传感器提供I2C或SPI接口，这意味着您不必处理传感器的模拟部分。这就给你留下了另一个经常影响IC温度传感器的问题。如果你想测量环境温度，你需要让传感器远离产生热量的集成电路，比如微控制器。

值得庆幸的是，设计显示界面是一个相当简单的过程。只要传感器设计正确，在显示面板上得到正确的值是没有问题的。

它有助于使用一个灵活的PCB设计软件，如OrCAD Allegro用于数字接地分离或设置温度传感器的间隙。快板提供一个清晰的布局解决方案，轻松地管理协同设计过程，并配对分析和模拟的潜力。

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