意法半導(dǎo)體LM335Z溫度傳感器中文詳細(xì)資料

一、型號與類型

意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）生產(chǎn)的LM335Z是一款精密的溫度傳感器，屬于LM系列中的一員，該系列還包括LM135和LM235等型號。LM335Z以其高精度、線性輸出和易于校準(zhǔn)的特性，在溫度測量與控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其封裝形式為TO-92，這是一種常見的三引腳直插式封裝，便于在電路板上安裝和使用。

　　廠商名稱：ST意法半導(dǎo)體

　　元件分類：溫度傳感器

　　中文描述： 溫度傳感器，精確度±5°C，電壓，模擬接口通孔，3引腳，TO-92封裝

　　英文描述： Temp Sensor Analog 3-Pin TO-92 Bag

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　　LM335Z概述

　　LM335Z是可以輕松校準(zhǔn)的精密溫度傳感器。它們用作2端穩(wěn)壓管，擊穿電壓與10mV/°K的絕對溫度成正比。

　　該電路的動態(tài)阻抗小于1Ω，可在450?A至5mA的電流范圍內(nèi)工作，而不會改變其特性。

　　LM135，LM235和LM335在+25°C下校準(zhǔn)，在100°C溫度范圍內(nèi)的典型誤差小于1°C。與其他傳感器不同，LM135，LM235，LM335具有線性輸出。

　　主要特性

　　直接校準(zhǔn)°K

　　在450?A至5mA的電流范圍內(nèi)工作

　　1°C初始精度

　　動態(tài)阻抗小于1Ω

　　LM335Z中文參數(shù)?

　　LM335Z引腳圖

二、工作原理

LM335Z溫度傳感器的工作原理基于其內(nèi)部的雙端齊納二極管（也稱為溫度補(bǔ)償二極管）特性。這種二極管的擊穿電壓與絕對溫度成正比，具體比例為10mV/°K。當(dāng)溫度變化時，二極管的擊穿電壓會相應(yīng)變化，通過測量這一電壓變化，即可推算出當(dāng)前的溫度值。

LM335Z工作時，通常需要外部提供一個穩(wěn)定的電流源，該電流源通過傳感器的兩個主要引腳流入，第三個引腳則輸出與溫度成正比的電壓信號。這一電壓信號可以直接被模擬電路讀取，或通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，供微處理器等數(shù)字系統(tǒng)處理。

三、特點(diǎn)

1. 高精度：LM335Z在+25°C下校準(zhǔn)，其典型誤差在100°C的溫度范圍內(nèi)小于1°C，表現(xiàn)出極高的測量精度。

2. 線性輸出：與其他溫度傳感器相比，LM335Z的輸出電壓與溫度之間呈嚴(yán)格的線性關(guān)系，這使得溫度測量和計(jì)算變得更加簡單和準(zhǔn)確。

3. 易于校準(zhǔn)：LM335Z的校準(zhǔn)過程相對簡單，用戶可以根據(jù)需要自行調(diào)整校準(zhǔn)點(diǎn)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。

4. 寬溫度范圍：該傳感器的工作溫度范圍覆蓋了-40°C至+100°C，能夠滿足大多數(shù)工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的需求。

5. 低功耗：LM335Z在較低的電流下即可正常工作，有助于降低整個系統(tǒng)的功耗。

6. 穩(wěn)定性好：該傳感器具有優(yōu)異的長期穩(wěn)定性和重復(fù)性，能夠在各種環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的性能。

四、應(yīng)用

LM335Z溫度傳感器因其高精度、線性輸出和易于校準(zhǔn)等特點(diǎn)，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用：

1. 工業(yè)自動化：在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，LM335Z可用于監(jiān)測設(shè)備的溫度，確保設(shè)備在安全的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

2. 消費(fèi)電子：在智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品中，LM335Z可用于電池溫度監(jiān)測，防止電池過熱引發(fā)安全問題。

3. 醫(yī)療設(shè)備：在醫(yī)療設(shè)備中，如體溫計(jì)、恒溫箱等，LM335Z可用于精確測量和控制溫度，確保醫(yī)療過程的準(zhǔn)確性和安全性。

4. 環(huán)境監(jiān)測：在氣象站、溫室等環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，LM335Z可用于測量環(huán)境溫度，為環(huán)境控制和預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持。

5. 汽車電子：在汽車電子系統(tǒng)中，LM335Z可用于發(fā)動機(jī)溫度監(jiān)測、空調(diào)溫度控制等場景，提高汽車的性能和安全性。

五、參數(shù)

以下是LM335Z溫度傳感器的主要參數(shù)：

• 型號：LM335Z

• 制造商：STMicroelectronics（意法半導(dǎo)體）

• 封裝形式：TO-92-3

• 引腳數(shù)：3

• 工作電源電壓（最?。?/span>：2.92V

• 工作電源電壓（最大）：3.04V（也有資料指出最大可達(dá)40V，但實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體電路設(shè)計(jì)確定）

• 工作溫度范圍：-40°C至+100°C

• 精度：±5°C（也有資料指出在特定條件下精度可達(dá)±1°C）

• 增益：10mV/K

• 動態(tài)阻抗：小于1Ω

• 工作電流范圍：450μA至5mA

• 尺寸：5mm x 3.7mm x 5.03mm

• 接口類型：模擬

• RoHS標(biāo)準(zhǔn)：符合

六、總結(jié)

意法半導(dǎo)體LM335Z溫度傳感器以其高精度、線性輸出、易于校準(zhǔn)和寬溫度范圍等特點(diǎn)，在工業(yè)自動化、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測和汽車電子等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過對其工作原理、特點(diǎn)和參數(shù)的深入了解，可以更好地選擇和使用這款傳感器，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。同時，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷發(fā)展，相信LM335Z溫度傳感器將在更多領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。

七、高級應(yīng)用與電路設(shè)計(jì)

7.1 精密溫度測量系統(tǒng)

在需要高精度溫度測量的應(yīng)用中，如科學(xué)實(shí)驗(yàn)、高精度工業(yè)控制等，LM335Z可以配合高精度運(yùn)算放大器、ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）以及微控制器（MCU）來構(gòu)建一個完整的溫度測量系統(tǒng)。通過選擇低噪聲、高精度的外圍元件，可以進(jìn)一步提升整個系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性。

• 電路設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)中，應(yīng)確保為LM335Z提供穩(wěn)定的電流源，這通常通過精密電阻與固定電壓源組合實(shí)現(xiàn)。同時，為了減小噪聲干擾，可以在電路中加入濾波電容，特別是在傳感器的電源線和輸出線上。

• 校準(zhǔn)與補(bǔ)償：雖然LM335Z本身具有較高的精度，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于環(huán)境因素的影響（如溫度梯度、電磁干擾等），可能還需要進(jìn)行額外的校準(zhǔn)和補(bǔ)償。這可以通過軟件算法實(shí)現(xiàn)，或者通過硬件電路（如溫度補(bǔ)償二極管網(wǎng)絡(luò)）進(jìn)行。

7.2 遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測

在需要遠(yuǎn)程監(jiān)測溫度的應(yīng)用中，如分布式溫度傳感網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用等，LM335Z可以與無線傳輸模塊結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸。

• 無線傳輸：通過連接藍(lán)牙、Zigbee、LoRa等無線傳輸模塊，LM335Z可以將其測量到的溫度數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)竭h(yuǎn)程接收端，如手機(jī)APP、云服務(wù)器等。

• 低功耗設(shè)計(jì)：在無線傳輸應(yīng)用中，為了延長系統(tǒng)的續(xù)航時間，需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。這包括選擇低功耗的無線傳輸模塊、優(yōu)化MCU的休眠與喚醒策略、以及減少不必要的傳感器讀數(shù)等。

7.3 溫度控制回路

在需要精確控制溫度的應(yīng)用中，如恒溫箱、溫控烤箱等，LM335Z可以作為溫度反饋元件，與控制器（如PID控制器）一起構(gòu)成閉環(huán)溫度控制回路。

• PID控制：PID（比例-積分-微分）控制器是溫度控制中最常用的控制器之一。通過將LM335Z測量的溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，PID控制器可以計(jì)算出控制量（如加熱功率、冷卻速率等），并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如加熱器、冷卻風(fēng)扇）對溫度進(jìn)行精確控制。

• 系統(tǒng)穩(wěn)定性與響應(yīng)速度：在設(shè)計(jì)溫度控制回路時，需要關(guān)注系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。通過調(diào)整PID控制器的參數(shù)（比例系數(shù)、積分時間、微分時間），可以在穩(wěn)定性和響應(yīng)速度之間找到最佳平衡點(diǎn)。

八、故障排查與維護(hù)

在使用LM335Z溫度傳感器時，可能會遇到一些故障或問題。以下是一些常見的故障排查方法和維護(hù)建議：

• 輸出不穩(wěn)定：檢查電源是否穩(wěn)定，是否存在電壓波動或噪聲干擾。同時，檢查傳感器與電路板的連接是否牢固，是否存在接觸不良的情況。

• 測量誤差大：首先確認(rèn)傳感器的校準(zhǔn)狀態(tài)，必要時進(jìn)行重新校準(zhǔn)。同時，檢查電路中的其他元件（如電阻、電容等）是否老化或損壞，導(dǎo)致測量誤差增大。

• 溫度響應(yīng)慢：檢查傳感器是否受到周圍環(huán)境的熱阻或熱容影響，導(dǎo)致溫度響應(yīng)變慢。此外，還可以考慮增加散熱措施或優(yōu)化傳感器在系統(tǒng)中的布局。

• 長期穩(wěn)定性：為了保持傳感器的長期穩(wěn)定性，建議定期進(jìn)行校準(zhǔn)和檢查。同時，注意避免傳感器暴露在極端溫度、濕度或腐蝕性環(huán)境中，以免損壞傳感器或影響其性能。

九、結(jié)論

意法半導(dǎo)體LM335Z溫度傳感器以其高精度、線性輸出、易于校準(zhǔn)和寬溫度范圍等特點(diǎn)，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過深入了解其工作原理、特點(diǎn)、參數(shù)以及高級應(yīng)用與電路設(shè)計(jì)等方面的知識，我們可以更好地選擇和使用這款傳感器，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。同時，通過合理的故障排查和維護(hù)措施，可以確保傳感器在長期使用中保持穩(wěn)定的性能和可靠性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相信LM335Z溫度傳感器將在更多領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用，為溫度測量與控制領(lǐng)域的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。