[发明专利]多路温度传感器测试装置

说明书

多路温度传感器测试装置，涉及温度传感器测试技术领域，具体而言，涉及两种温度传感器测试装置及方法。多路温度传感器测试装置包括老化电路板、测试主板、交流转直流电源适配器、数字温度传感器DS18B20；其中：测试主板内部有DC/DC电源模块、线性稳压块、电压基准源、模拟信号端口、数字信号端口、液晶显示屏、具有A/D转换单元的单片机、操控按键组；模拟温度传感器LM235安装在老化电路板上；设置若干测试组通过测试端口与模拟信号端口连接；数字温度传感器DS18B20通过测试主板的一个数字信号端口与单片机连接。本发明的装置可以同时测试两种温度传感器，测试误差小，而且测试效率高。

技术领域

本发明涉及温度传感器测试技术领域，具体而言，涉及两种温度传感器测试装置及方法。

背景技术

在调焦变倍机构中，需要使用温度传感器测试调焦变倍机构的温度，并依据此温度控制调焦变倍机构的镜头进行温度补偿，从而达到图像清晰的效果。常用温度传感器有模拟温度传感器LM235和数字温度传感器DS18B20，两种传感器都需要对其进行测试以满足生产实践需要。

LM235是精密的集成电路温度传感器，易于校准。作为双端齐纳二极管，LM235初始精度1℃，它的击穿电压与10mV/°K时绝对温度成正比。该器件的动态电阻小于1Ω，工作电流范围为400uA至5mA，性能变化很小。在环境温度25℃下校准时，LM235在100℃温度范围内的误差小于1℃。与其他传感器不同，LM235具有线性输出。LM235的工作温度范围为-40℃至125℃，具有TO92封装和SO8封装。TO92封装，如图1所示。

标定方法是使用恒流源进行供电，恒流源设置到1mA电流，经过一个2k电阻后接到模拟温度传感器LM235上，再测试模拟温度传感器LM235在25℃时输出电压是否标准。单个模拟温度传感器LM235测试工装电路图如图2所示。使用线性稳压器产生5V电压，通过一个2k电阻限流后加到模拟温度传感器LM235上。

数字温度传感器 DS18B20的TO-92封装如图3所示，它采用独特的单口接线方式传输，在与微处理器连接时仅需要一条线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯，不需要外围器件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内，外加电源范围是 3.0-5.5V。单个数字温度传感器DS18B20测试电路如图4，芯片信号端经过一个4.7k欧姆上拉电阻连接到电源正端，芯片信号端与单片机I/O口直接连接。测温范围从-55℃到+125℃，在-10℃～+85℃固有分辨率为0.5℃，测量结果以 9 位到 12 位数字量方式直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给 CPU，同时可传送 CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。单片机读写DS18B20的ROM操作时序如图5a、图5b、图5c、图5d所示。

现有的模拟温度传感器LM235的测试方法如图6所示，把单个模拟温度传感器LM235测试工装电路板2放到高低温箱3中，直流电源1通过电缆给模拟温度传感器LM235测试工装电路板2供电。高低温箱设置在不同的温度，测试者使用万用表4测试模拟温度传感器LM235测试工装电路板输出电压，测试完成再把测试得到的电压值通过计算得到对应的温度值，与高低温箱的温度进行比较,记录其差值，并与标准的模拟温度传感器LM235的误差值进行比较，从而判断是否合格。

现有的模拟温度传感器LM235测试装置存在以下缺陷：

1、测量误差大。测量误差大是因为测试环境不标准，合格的模拟温度传感器LM235在25℃电压处于2.98V，这时模拟温度传感器LM235工作电流是1mA。很多设计使用线性稳压块7805产生5V电压，因为7805是直插封装，方便使用面包板焊接。由于稳压块7805实际输出电压在4.8V至5.2V，实际电压与标准5V误差较大，导致测试环境不标准。在测试经过标定合格的多个模拟温度传感器LM235时，实测温度值与高低温箱显示的温度比较，两者在温度25℃时差值最大时达到2℃，减去此器件在温度25℃进行标定时得到的精度误差，测试误差仍有±1℃。